JP2000232346A - Pulse width modulation waveform generation circuit - Google Patents

Pulse width modulation waveform generation circuit

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JP2000232346A
JP2000232346A JP11225897A JP22589799A JP2000232346A JP 2000232346 A JP2000232346 A JP 2000232346A JP 11225897 A JP11225897 A JP 11225897A JP 22589799 A JP22589799 A JP 22589799A JP 2000232346 A JP2000232346 A JP 2000232346A
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output
pulse width
width modulation
inverter
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Fuyuki Ichiba
冬樹 市場
Kouchiro Suzuki
晃治朗 鈴木
Fumitoshi Hatori
文敏 羽鳥
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulse width modulation waveform generation circuit for reducing a circuit scale and also reducing power consumption. SOLUTION: This pulse width modulation waveform generation circuit is provided with a ring oscillator 1a for which 64 pieces of inverter means are cascade-connected, an inverter respectively connected to the output terminals of the inverter means of odd-numbered stages inside the ring oscillator, a multiplexer 2, a change detection circuit 4 and an RS flip-flop 5. The output of the inverter means of even-numbered stages inside the ring oscillator and the output of the inverter are inputted to the multiplexer and one of them is selected corresponding to the logic of digital signals. The RS flip-flop 5 is set at the point of time of outputting edge detection pulses from the change detection circuit 3 and is reset at the point of time of outputting the edge detection pulses from the change detection circuit 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル信号の論
理に応じたパルス幅を有するパルス幅変調(PWM)信
号を生成する回路の構成に関する。
The present invention relates to a circuit for generating a pulse width modulation (PWM) signal having a pulse width corresponding to the logic of a digital signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】PWM(Pulse Width Modulation:パ
ルス幅変調)波形発生回路は、DC−DCコンバータ(スイ
ッチング電源)などの各種の電子回路で広く用いられる
ため、この回路を小面積化したり、低消費電力化するこ
とは、システム全体から見てメリットが大きい。図26
は従来のPWM波形発生回路の構成を示すブロック図で
あり、6ビットのデジタル信号の論理に応じたデューテ
ィ比のPWM信号を生成する例を示している。図26の
PWM波形発生回路は、64個のバッファBFを縦続接
続したリング発振器1と、リング発振器1内の各段のバ
ッファBFの出力のいずれか一つを選択するマルチプレ
クサ(MUX)2と、リング発振器1の出力の論理変化
位置を検出する変化検出回路3と、マルチプレクサ2の
出力の論理変化位置を検出する変化検出回路4と、RS
フリップフロップ5とを有する。図27(a)はマルチ
プレクサ2の動作原理を説明する図であり、6ビットの
選択信号D0〜D5の論理により、2=64種類の入
力信号A0〜A63のいずれか一つを選択する例を示して
いる。選択信号D0〜D5のうち、最下位ビットをD
0、最上位ビットをD5とすると、選択信号D0〜D5
が示す数値Mは、(1)式のようになる。
2. Description of the Related Art A PWM (Pulse Width Modulation) waveform generating circuit is widely used in various electronic circuits such as a DC-DC converter (switching power supply). The use of electric power has a great merit from the viewpoint of the whole system. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional PWM waveform generating circuit, and shows an example of generating a PWM signal having a duty ratio according to the logic of a 6-bit digital signal. The PWM waveform generating circuit of FIG. 26 includes a ring oscillator 1 in which 64 buffers BF are cascaded, a multiplexer (MUX) 2 for selecting any one of the outputs of the buffers BF of each stage in the ring oscillator 1, A change detecting circuit 3 for detecting a logical change position of the output of the ring oscillator 1, a change detecting circuit 4 for detecting a logical change position of the output of the multiplexer 2,
And a flip-flop 5. FIG. 27A is a diagram for explaining the operation principle of the multiplexer 2. An example in which any one of 2 6 = 64 types of input signals A0 to A63 is selected by the logic of the 6 -bit selection signals D0 to D5. Is shown. The least significant bit of the selection signals D0 to D5 is D
0 and the most significant bit is D5, the selection signals D0 to D5
Is represented by Expression (1).

【0003】 M=D5・2+D4・2+D3・2+D2・2+D1・2+D0 …(1) 図27(a)の太線で示すように、例えば入力信号A3
を選択する場合には、選択信号(D5,D4,D3,D2,D1,D0)を
(0,0,0,0,1,1)とすればよい。すなわち、これら選択信
号を十進法で表した数値Mは、「3」になる。本明細書
では、マルチプレクサは、選択信号や入力信号の信号名
に依存せず、図27(a)と同様に選択動作を行うもの
とする。例えば、図27(b)は、選択信号の最下位ビ
ットがT0、最上位ビットがS5であり、異なる種類の
入力信号(C0,C1,B5,B0,A4,…,R0,F11)が入力される例を
示している。例えば、(S5,S4,S3,S2,S1,S0,T0)=(0,0,
0,0,1,0)の場合には、図27(b)に示すように、左か
ら3番目の入力信号B5が選択される。図26の変化検
出回路3は、図28(a)に詳細構成を示すように、マ
ルチプレクサ2の信号伝搬遅延時間と略等しい時間だけ
信号を遅延させる遅延回路6と、縦続接続された偶数個
のインバータ7と、EXORゲート8とを有し、変化検出回
路3の出力は、RSフリップフロップ5のセット端子S
に入力される。同様に、変化検出回路4は、図28
(b)に詳細構成を示すように、縦続接続された偶数個
のインバータ9と、EXORゲート10とを有し、変化検出
回路4の出力は、RSフリップフロップ5のリセット端
子Rに入力される。
[0003] As shown by a thick M = D5 · 2 5 + D4 · 2 4 + D3 · 2 3 + D2 · 2 2 + D1 · 2 + D0 ... (1) FIG. 27 (a), the example input signal A3
When selecting, select signals (D5, D4, D3, D2, D1, D0)
(0,0,0,0,1,1). That is, the numerical value M representing these selection signals in decimal notation is "3". In this specification, the multiplexer performs the selection operation in the same manner as in FIG. 27A without depending on the signal names of the selection signal and the input signal. For example, in FIG. 27B, the least significant bit of the selection signal is T0, the most significant bit is S5, and different types of input signals (C0, C1, B5, B0, A4,..., R0, F11) are input. An example is shown. For example, (S5, S4, S3, S2, S1, S0, T0) = (0,0,
In the case of (0,0,1,0), as shown in FIG. 27B, the third input signal B5 from the left is selected. As shown in detail in FIG. 28A, the change detection circuit 3 of FIG. 26 includes a delay circuit 6 for delaying a signal by a time substantially equal to the signal propagation delay time of the multiplexer 2, and an even number of cascade-connected It has an inverter 7 and an EXOR gate 8, and the output of the change detection circuit 3 is the set terminal S of the RS flip-flop 5.
Is input to Similarly, the change detection circuit 4
As shown in the detailed configuration of (b), the inverter has an even number of inverters 9 connected in cascade and an EXOR gate 10, and the output of the change detection circuit 4 is input to the reset terminal R of the RS flip-flop 5. .

【0004】リング発振器1内の最終段のバッファBF
の出力は、NANDゲートG1で反転された後、初段のバッ
ファBFにフィードバックされる。NANDゲートG1の入
力端子に接続されるactive端子をハイレベルにすると安
定状態がなくなり、リング発振器1は発振動作を行う。
一方、active端子をローレベルにすると、各段のバッフ
ァBFの出力はすべてハイレベルになり、発振は停止す
る。このactive端子は必須ではないが、消費電力低減の
ために必要なときだけPWM信号を出力する目的で設け
られることが多い。なお、マルチプレクサ2に入力され
るデジタル信号のビット数や、リング発振器1内のバッ
ファBFの接続段数には、特に制限はない。図29は図
26のPWM波形発生回路内の各部のタイミング図であ
る。図29には、リング発振器1の出力Aの波形、初段
のバッファBFの出力波形、2段目のバッファBFの出
力波形、3段目のバッファBFの出力波形、33段目の
バッファBFの出力波形、変化検出回路3,4の出力波
形、RSフリップフロップ5の出力波形が示されてい
る。以下、図29のタイミング図を用いて図26の回路
の動作を説明する。リング発振器1内の各段のバッファ
BFは、初段のバッファBFの出力信号を、所定時間ず
つ遅延させながら次段のバッファBFに入力する。ま
た、最終段のバッファBFの出力信号は、NANDゲートG
1により位相が反転された後、初段のバッファBFに入
力される。
The last stage buffer BF in the ring oscillator 1
Is inverted by the NAND gate G1 and then fed back to the first stage buffer BF. When the active terminal connected to the input terminal of the NAND gate G1 is set to a high level, the stable state is lost, and the ring oscillator 1 performs an oscillating operation.
On the other hand, when the active terminal is set to the low level, the outputs of the buffers BF of the respective stages are all set to the high level, and the oscillation stops. Although this active terminal is not essential, it is often provided for the purpose of outputting a PWM signal only when necessary to reduce power consumption. The number of bits of the digital signal input to the multiplexer 2 and the number of connection stages of the buffer BF in the ring oscillator 1 are not particularly limited. FIG. 29 is a timing chart of each part in the PWM waveform generation circuit of FIG. FIG. 29 shows the waveform of the output A of the ring oscillator 1, the output waveform of the first stage buffer BF, the output waveform of the second stage buffer BF, the output waveform of the third stage buffer BF, and the output of the 33rd stage buffer BF. The waveform, the output waveforms of the change detection circuits 3 and 4, and the output waveform of the RS flip-flop 5 are shown. The operation of the circuit of FIG. 26 will be described below with reference to the timing chart of FIG. The buffer BF of each stage in the ring oscillator 1 inputs the output signal of the buffer BF of the first stage to the buffer BF of the next stage while delaying the output signal by a predetermined time. Further, the output signal of the buffer BF of the last stage is output from the NAND gate G.
After the phase is inverted by 1, the signal is input to the first stage buffer BF.

【0005】マルチプレクサ2は、デジタル信号S0〜
S5の論理に基づいて、リング発振器1内の各段のバッ
ファBFの出力のいずれか一つを選択する。変化検出回
路3は、リング発振器1の出力の立上がりエッジと立下
がりエッジを検出し、エッジが検出された時点で幅狭の
パルスを出力する。変化検出回路4は、マルチプレクサ
2の出力の立上がりエッジと立下がりエッジを検出し、
エッジが検出された時点で幅狭のパルスを出力する。例
えば、図29の時刻T1で、リング発振器1の出力Aが
ハイレベルに変化したとすると、変化検出回路3は、時
刻T1からT2までの間、正のパルスを出力する。この
とき、デジタル信号のビットS5〜S0が(1,0,0,0,0,
0)であるとすると、33段目のバッファBFの出力が
マルチプレクサ2で選択され、変化検出回路4は、時刻
T3からT4までの間、正のパルスを出力する。この結
果、RSフリップフロップ5は、時刻T1でセットさ
れ、時刻T3でリセットされる。すなわち、RSフリッ
プフロップ5は、時刻T1〜T3までのパルス幅を持っ
たPWM信号を出力する。また、同様に、変化検出回路
3は、時刻T5からT6までの間、正のパルスを出力
し、変化検出回路4は、時刻T7からT8までの間、正
のパルスを出力する。このため、RSフリップフロップ
5は、時刻T5でセットされ、時刻T7でリセットされ
る。
[0005] The multiplexer 2 outputs digital signals S0 to S0.
Based on the logic of S5, one of the outputs of the buffers BF of each stage in the ring oscillator 1 is selected. The change detection circuit 3 detects a rising edge and a falling edge of the output of the ring oscillator 1, and outputs a narrow pulse when the edge is detected. The change detection circuit 4 detects a rising edge and a falling edge of the output of the multiplexer 2,
When an edge is detected, a narrow pulse is output. For example, if the output A of the ring oscillator 1 changes to a high level at time T1 in FIG. 29, the change detection circuit 3 outputs a positive pulse from time T1 to T2. At this time, the bits S5 to S0 of the digital signal are (1,0,0,0,0,
0), the output of the 33rd-stage buffer BF is selected by the multiplexer 2, and the change detection circuit 4 outputs a positive pulse from time T3 to time T4. As a result, the RS flip-flop 5 is set at time T1 and reset at time T3. That is, the RS flip-flop 5 outputs a PWM signal having a pulse width from time T1 to time T3. Similarly, the change detection circuit 3 outputs a positive pulse from time T5 to T6, and the change detection circuit 4 outputs a positive pulse from time T7 to T8. Therefore, the RS flip-flop 5 is set at time T5 and reset at time T7.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図26のP
WM波形発生回路をCMOS構成にする場合、リング発
振器1内の各バッファBFは、2つのインバータで構成
されるため、リング発振器1の部分の回路規模が大きく
なってしまう。例えば、64段のバッファBFを縦続接
続する場合には、その2倍の128段のインバータを接
続しなければならなくなる。回路規模が大きくなると、
図26の回路を内蔵するシステムの小型化が困難にな
り、消費電力も増えてしまう。本発明は、このような点
に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路規模が
小さく、消費電力も少ないパルス幅変調波形発生回路を
提供することにある。
By the way, P in FIG.
When the WM waveform generating circuit has a CMOS configuration, each buffer BF in the ring oscillator 1 is configured by two inverters, so that the circuit scale of the ring oscillator 1 becomes large. For example, when 64 stages of buffers BF are cascaded, twice as many as 128 stages of inverters must be connected. When the circuit scale becomes large,
It becomes difficult to reduce the size of the system incorporating the circuit of FIG. 26, and the power consumption increases. The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a pulse width modulation waveform generation circuit having a small circuit size and low power consumption.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、n(nは2以上の整数)ビットのデジタル信号に
応じて、それぞれ異なるパルス幅を有する2種類のパ
ルス幅変調信号を発生するパルス幅変調回路において、
直列接続されたm(mは2以上の整数)個の第1のイン
バータを有し、これら第1のインバータからそれぞれ位
相の異なる発振信号を出力する発振信号出力手段と、前
記nビットのデジタル信号の少なくとも一部のビットに
基づいて、前記直列接続されたm個の第1のインバータ
それぞれの出力信号に応じた信号のいずれか一つを選択
する選択手段と、前記選択手段で選択された信号に応じ
たパルス幅を有する前記パルス幅変調信号を生成するパ
ルス生成手段と、を備える。
In order to achieve the above object, 2n kinds of pulse width modulation signals having different pulse widths are respectively converted according to a digital signal of n bits (n is an integer of 2 or more). In the generated pulse width modulation circuit,
Oscillating signal output means having m (m is an integer of 2 or more) first inverters connected in series, and oscillating signal output means for outputting oscillating signals having different phases from the first inverters, and the n-bit digital signal Selecting means for selecting one of the signals corresponding to the output signals of the m first inverters connected in series based on at least a part of the bits of the first inverter, and a signal selected by the selecting means And a pulse generation means for generating the pulse width modulation signal having a pulse width corresponding to the following.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るパルス幅変調
波形発生回路(以下、PWM波形発生回路)について、
図面を参照しながら具体的に説明する。 (第1の実施形態)図1は本発明に係るPWM波形発生
回路の第1の実施形態の構成を示すブロック図である。
図1では、図26に示す従来の回路と共通する構成部分
には同一符号を付している。図1の回路は、64個のイ
ンバータIV1が縦続接続されたリング発振器(発振信号
出力手段)1aと、リング発振器1a内の奇数段目のイ
ンバータIV1の出力端子にそれぞれ接続されたインバー
タIV2と、マルチプレクサ(選択手段)2と、変化検出
回路(第1および第2のエッジ検出回路)3,4と、R
Sフリップフロップ(セット・リセット回路)5とを備
える。変化検出回路3,4とRSフリップフロップ5が
パルス生成手段50に対応する。マルチプレクサ2に
は、リング発振器1a内の偶数段目のインバータIV1の
出力と、インバータIV2の出力とが入力され、これらの
うちいずれか一つが、デジタル信号S0〜S5の論理に
応じて選択される。次に、図1の回路の動作を説明す
る。マルチプレクサ2は、デジタル信号S0〜S5の論
理に基づいて、リング発振器1a内の偶数段目のインバ
ータIV1の出力か、インバータIV2の出力のいずれかを
選択する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a pulse width modulation waveform generating circuit (hereinafter, PWM waveform generating circuit) according to the present invention will be described.
This will be specifically described with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a PWM waveform generating circuit according to the present invention.
In FIG. 1, the same components as those of the conventional circuit shown in FIG. 26 are denoted by the same reference numerals. The circuit of FIG. 1 includes a ring oscillator (oscillation signal output means) 1a in which 64 inverters IV1 are cascaded, an inverter IV2 respectively connected to an output terminal of an odd-numbered inverter IV1 in the ring oscillator 1a, A multiplexer (selection means) 2, change detection circuits (first and second edge detection circuits) 3, 4;
S flip-flop (set / reset circuit) 5. The change detection circuits 3 and 4 and the RS flip-flop 5 correspond to the pulse generation means 50. The output of the inverter IV1 of the even-numbered stage in the ring oscillator 1a and the output of the inverter IV2 are input to the multiplexer 2, and one of them is selected according to the logic of the digital signals S0 to S5. . Next, the operation of the circuit of FIG. 1 will be described. The multiplexer 2 selects either the output of the even-numbered-stage inverter IV1 or the output of the inverter IV2 in the ring oscillator 1a based on the logic of the digital signals S0 to S5.

【0009】変化検出回路3は、リング発振器1aの出
力Aの立上がりエッジと立下がりエッジを検出し、エッ
ジ検出パルスを出力する。変化検出回路4は、マルチプ
レクサ2の出力Bの立上がりエッジと立下がりエッジを
検出し、エッジ検出パルスを出力する。RSフリップフ
ロップ5は、変化検出回路3からエッジ検出パルスが出
力された時点でセットされ、変化検出回路4からエッジ
検出パルスが出力された時点でリセットされる。したが
って、RSフリップフロップ5からは、リング発振器1
aの出力Aがハイレベルになった時点から、マルチプレ
クサ2の出力がハイレベルになるまでのパルス幅を持っ
たPWM信号が出力される。図1のリング発振器1a
は、64段のインバータIV1を有するため、例えばCM
OSで構成した場合には、図26のリング発振器1aの
約半分の大きさになる。ただし、隣接するインバータIV
1同士は出力論理が互いに反転するため、本実施形態で
は、出力Aの位相を基準としたときに、出力Aと位相が
半周期以上異なる奇数段目のインバータIV1の出力を反
転してマルチプレクサ2に入力する。このため、奇数段
目のインバータIV1に接続される32個のインバータIV
2が新たに必要となり、トータルでは、64+32=9
6個のインバータを有することになる。したがって、イ
ンバータの形成面積がすべて等しいと仮定した場合に
は、図1のリング発振器1aは、図26のリング発振器
1と比べて、96/128=3/4の回路面積になる。
The change detection circuit 3 detects a rising edge and a falling edge of the output A of the ring oscillator 1a and outputs an edge detection pulse. The change detection circuit 4 detects a rising edge and a falling edge of the output B of the multiplexer 2 and outputs an edge detection pulse. The RS flip-flop 5 is set when the edge detection pulse is output from the change detection circuit 3, and is reset when the edge detection pulse is output from the change detection circuit 4. Therefore, from the RS flip-flop 5, the ring oscillator 1
A PWM signal having a pulse width from the time when the output A of a becomes high to the time when the output of the multiplexer 2 becomes high is output. Ring oscillator 1a of FIG.
Has 64 stages of inverters IV1, so for example, CM
When configured with an OS, the size is about half the size of the ring oscillator 1a in FIG. However, the adjacent inverter IV
In this embodiment, since the output logic of each inverter 1 is inverted with respect to the phase of the output A, the output of the odd-numbered stage inverter IV1 whose phase differs from that of the output A by a half cycle or more is inverted in the present embodiment. To enter. Therefore, the 32 inverters IV connected to the odd-numbered inverter IV1
2 is newly needed, and 64 + 32 = 9 in total
It will have six inverters. Therefore, assuming that the formation areas of the inverters are all equal, the ring oscillator 1a in FIG. 1 has a circuit area of 96/128 = 3/4 as compared with the ring oscillator 1 in FIG.

【0010】ところで、図1のPWM波形発生回路の場
合、リング発振器1a内の奇数段目のインバータIV1の
出力は、インバータIV2を介してマルチプレクサ2に入
力されるため、インバータIV2を通過する分だけ、信号
が遅延してしまう。この遅延時間は、リング発振器1a
の発振周波数が低い場合には問題にならないが、発振周
波数が高くなると、最終的に生成されるPWM信号のパ
ルス幅にも誤差が生じる。このため、高精度のPWM信
号を生成したい場合には、インバータIV2のサイズを調
整して信号伝搬時間を小さくしたり、遅延素子等を用い
てリング発振器1a内の奇数段目のインバータIV1の出
力と偶数段目のインバータIV1の出力とのタイミング調
整を行えばよい。このように、第1の実施形態では、複
数のインバータIV1を縦続接続してリング発振器1aを
構成し、奇数段目のインバータIV1の出力については、
インバータIV2を介してマルチプレクサ2に入力するよ
うにしたため、複数のバッファでリング発振器1aを構
成した場合と同様の位相が得られる。したがって、従来
と同様に、デジタル信号の論理に応じた遅延信号をマル
チプレクサ2で選択してPWM信号を生成できる。
In the case of the PWM waveform generating circuit shown in FIG. 1, the output of the odd-numbered inverter IV1 in the ring oscillator 1a is input to the multiplexer 2 via the inverter IV2. , The signal is delayed. This delay time is equal to the ring oscillator 1a
This does not matter when the oscillation frequency is low, but when the oscillation frequency is high, an error also occurs in the pulse width of the finally generated PWM signal. Therefore, when it is desired to generate a high-precision PWM signal, the size of the inverter IV2 is adjusted to reduce the signal propagation time, or the output of the odd-numbered inverter IV1 in the ring oscillator 1a using a delay element or the like. And the output of the even-numbered-stage inverter IV1 may be adjusted. As described above, in the first embodiment, the ring oscillator 1a is configured by cascade-connecting the plurality of inverters IV1, and the output of the odd-numbered inverter IV1 is
Since the signal is input to the multiplexer 2 via the inverter IV2, the same phase as when the ring oscillator 1a is configured by a plurality of buffers can be obtained. Therefore, similarly to the related art, the PWM signal can be generated by selecting the delay signal according to the logic of the digital signal by the multiplexer 2.

【0011】また、図1のリング発振器1aは、バッフ
ァBFの代わりにインバータIV1で構成されるため、C
MOSで構成したときに回路規模を小さくでき、消費電
力も低減できる。 (第2の実施形態)第2の実施形態は、第1の実施形態
よりもさらに回路規模を小さくしたものである。図2は
本発明に係るPWM波形発生回路の第2の実施形態の構
成を示すブロック図であり、図1と共通する構成部分に
は同一符号を付している。図2の回路は、縦続接続され
た複数のインバータIV1をリング発振器1a内に設ける
点では図5と共通するが、奇数段目のインバータIV1の
出力についても、そのままマルチプレクサ2に入力する
点で図5の回路と異なる。マルチプレクサ2の出力はEX
NORゲート(反転非反転設定回路)21に入力される。E
XNORゲート21は、マルチプレクサ2の出力とデジタル
信号の最下位ビットS0との排他的論理和の反転信号を
変化検出回路に入力する。次に、図2の回路の動作を説
明する。マルチプレクサ2は、デジタル信号S0〜S5
の論理に応じて、リング発振器1a内の各段のインバー
タIV1の出力のうち、いずれか一つを選択して出力す
る。
The ring oscillator 1a shown in FIG. 1 includes an inverter IV1 instead of the buffer BF.
When constituted by MOS, the circuit scale can be reduced and the power consumption can be reduced. (Second Embodiment) The second embodiment has a further smaller circuit scale than the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of the PWM waveform generating circuit according to the present invention, and the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. The circuit of FIG. 2 is similar to that of FIG. 5 in that a plurality of cascaded inverters IV1 are provided in the ring oscillator 1a, but the output of the odd-numbered inverter IV1 is directly input to the multiplexer 2. 5 circuit. The output of multiplexer 2 is EX
It is input to a NOR gate (inverting / non-inverting setting circuit) 21. E
The XNOR gate 21 inputs an inverted signal of the exclusive OR of the output of the multiplexer 2 and the least significant bit S0 of the digital signal to the change detection circuit. Next, the operation of the circuit of FIG. 2 will be described. The multiplexer 2 includes digital signals S0 to S5
, One of the outputs of the inverter IV1 at each stage in the ring oscillator 1a is selected and output.

【0012】例えば、デジタル信号の最下位ビットS0
が「1」のときには、マルチプレクサ2は偶数段目のイ
ンバータIV1の出力のいずれかを選択する。この場合、
マルチプレクサ2の出力と同論理の信号がEXNORゲート
21を介して変化検出回路4に入力される。一方、デジ
タル信号の最下位ビットS0が「0」のときには、マル
チプレクサ2は奇数段目のインバータIV1の出力のいず
れかを選択する。この場合、マルチプレクサ2の出力を
反転した信号がEXNORゲート21を介して変化検出回路
4に入力される。すなわち、デジタル信号の最下位ビッ
トS0が「0」のときには、リング発振器1a内の奇数
段目のインバータIV1の出力を反転した信号が変化検出
回路4に入力されるため、図1のようにリング発振器1
a内の奇数段目のインバータIV1の出力にインバータIV
2を接続した場合と同じ結果になる。このように、第2
の実施形態は、リング発振器1a内の各段のインバータ
IV1の出力をそのままマルチプレクサ2に入力し、デジ
タル信号の最下位ビットS0の論理に応じて、マルチプ
レクサ2の出力を反転するか否かを選択するようにした
ため、図1に示すインバータIV2が不要となり、図1よ
りも回路規模を小さくでき、消費電力をよりいっそう低
減できる。
For example, the least significant bit S0 of the digital signal
Is "1", the multiplexer 2 selects one of the outputs of the even-numbered stage inverter IV1. in this case,
A signal having the same logic as the output of the multiplexer 2 is input to the change detection circuit 4 via the EXNOR gate 21. On the other hand, when the least significant bit S0 of the digital signal is "0", the multiplexer 2 selects one of the outputs of the odd-numbered stage inverter IV1. In this case, a signal obtained by inverting the output of the multiplexer 2 is input to the change detection circuit 4 via the EXNOR gate 21. That is, when the least significant bit S0 of the digital signal is “0”, a signal obtained by inverting the output of the inverter IV1 of the odd-numbered stage in the ring oscillator 1a is input to the change detection circuit 4, and as shown in FIG. Oscillator 1
The output of the inverter IV1 of the odd-numbered stage in FIG.
The result is the same as when 2 is connected. Thus, the second
Is an inverter of each stage in the ring oscillator 1a.
The output of IV1 is directly input to the multiplexer 2, and whether to invert the output of the multiplexer 2 is selected according to the logic of the least significant bit S0 of the digital signal. Therefore, the inverter IV2 shown in FIG. 1, the circuit scale can be made smaller and the power consumption can be further reduced.

【0013】(第3の実施形態)第3の実施形態は、第
2の実施形態よりもさらに回路規模を小さくしたもので
ある。図3は本発明に係るPWM波形発生回路の第3の
実施形態の構成を示すブロック図であり、図1と共通す
る構成部分には同一符号を付している。図3の回路は、
図1の回路と比べて、マルチプレクサ2の制御入力端子
に入力されるデジタル信号S0〜S5の並びを変えた点
と、EXNORゲートを持たない点と、変化検出回路の代わ
りに立上がり検出回路3a,4aを設けた点に特徴があ
る。図3のマルチプレクサ2の制御入力端子には、下位
側から、デジタル信号の最上位ビットS5の反転信号、
S0、S1、S2、S3、S4の順に入力される。第3
の実施形態は、インバータIV1に信号を入力すると位相
が反転することに着目して、インバータIV1で反転させ
た信号を元の論理に戻すのではなく、インバータIV1で
反転させた信号を半周期以上ずれた信号とみなして処理
する点に特徴がある。例えば、リング発振器1aの出力
Aは、初段のインバータIV1に入力されるため、初段の
インバータIV1の出力は、出力Aを反転して少し遅らせ
た信号になる。この信号は、32番目の遅延信号に相当
する。また、2段目のインバータIV1の出力は0番目の
遅延信号、3段目のインバータIV1の出力は33番目の
遅延信号、4段目のインバータIV1の出力は1番目の遅
延信号にそれぞれ相当する。
(Third Embodiment) The third embodiment has a further smaller circuit scale than the second embodiment. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment of the PWM waveform generating circuit according to the present invention, and the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. The circuit of FIG.
Compared to the circuit of FIG. 1, the arrangement of the digital signals S0 to S5 input to the control input terminals of the multiplexer 2 is changed, there is no EXNOR gate, and the rise detection circuits 3a, 3a, There is a feature in that 4a is provided. A control input terminal of the multiplexer 2 in FIG. 3 includes, from the lower side, an inverted signal of the most significant bit S5 of the digital signal,
S0, S1, S2, S3, and S4 are input in this order. Third
Focuses on the fact that when a signal is input to the inverter IV1, the phase is inverted. Instead of returning the signal inverted by the inverter IV1 to the original logic, the signal inverted by the inverter IV1 is half a cycle or more. It is characterized in that it is treated as a shifted signal. For example, since the output A of the ring oscillator 1a is input to the first-stage inverter IV1, the output of the first-stage inverter IV1 is a signal obtained by inverting the output A and slightly delaying the output. This signal corresponds to the 32nd delay signal. The output of the second-stage inverter IV1 corresponds to the 0th delay signal, the output of the third-stage inverter IV1 corresponds to the 33rd delay signal, and the output of the fourth-stage inverter IV1 corresponds to the first delay signal. .

【0014】図3中の数値Mは、リング発振器1a内の
最終段のインバータIV1の出力Aを基準とした、リング
発振器1a内の各インバータIV1の位相順序を示してい
る。また、数値N’は、リング発振器1a内の各インバ
ータIV1の段番号を示している。偶数段のインバータ
(N’が偶数)の出力は、最終段の出力Aに比べて、位
相が半周期以上遅れる。この場合の位相差Mは、インバ
ータの段番号N’により定まる信号伝搬時間に半周期時
間を加えた値になり、M=N’/2+32になる。一
方、奇数段のインバータ(N’が奇数)の出力は、最終
段の出力Aに比べて、位相差が半周期以内である。この
場合の位相差Mは、M=(N‘−1)/2で表される。
したがって、偶数段または奇数段のいずれであっても、
選択制御信号N(S5〜S0)の最上位ビットS5の反
転信号を最下位ビットとし、他のビットを1ビットずつ
上位ビット側にずらせば、制御入力Nとマルチプレクサ
の出力との位相差順Mとを一致させることができる。図
3の立上がり検出回路3aは、図4(a)に詳細構成を
示すように、マルチプレクサ2の信号伝搬遅延時間と略
等しい時間だけリング発振器1aの出力を遅延させる遅
延回路6と、奇数個縦続接続されるインバータ7と、AN
Dゲート31とを有する。また、図3の立上がり検出回
路4aは、奇数個縦続接続されるインバータ9と、AND
ゲート32とを有する。
The numerical value M in FIG. 3 indicates the phase order of each inverter IV1 in the ring oscillator 1a with reference to the output A of the last inverter IV1 in the ring oscillator 1a. The numerical value N 'indicates the stage number of each inverter IV1 in the ring oscillator 1a. The output of the even-stage inverter (N 'is an even number) has a phase that is delayed by more than half a cycle as compared with the output A of the final stage. In this case, the phase difference M is a value obtained by adding a half cycle time to the signal propagation time determined by the inverter stage number N ′, and M = N ′ / 2 + 32. On the other hand, the output of the odd-stage inverter (N 'being an odd number) has a phase difference within half a cycle as compared with the output A of the last stage. The phase difference M in this case is represented by M = (N′−1) / 2.
Therefore, regardless of whether the stage is even or odd,
By setting the inverted signal of the most significant bit S5 of the selection control signal N (S5 to S0) as the least significant bit and shifting the other bits one bit at a time to the upper bit side, the phase difference order M between the control input N and the output of the multiplexer is obtained. And can be matched. As shown in detail in FIG. 4A, the rise detection circuit 3a of FIG. 3 includes a delay circuit 6 for delaying the output of the ring oscillator 1a by a time substantially equal to the signal propagation delay time of the multiplexer 2, and an odd number of cascades. Connected inverter 7 and AN
And a D gate 31. The rising detection circuit 4a shown in FIG. 3 includes an odd number of cascade-connected inverters 9 and an AND gate.
And a gate 32.

【0015】立上がり検出回路3aは、リング発振器1
aの出力Aの立上がりエッジを検出し、立上がり検出回
路4aは、マルチプレクサ2の出力Bの立上がりエッジ
を検出する。図5は図3の回路内の各部のタイミング図
である。図5のタイミング図は、33番目の遅延信号を
用いてPWM信号を生成する例を示している。立上がり
検出回路3aの出力は、図5の時刻T1〜T2間とT5
〜T6間でハイレベルになる。また、変化検出回路4a
の出力は、図5の時刻T3〜T4間とT7〜T8間でハ
イレベルになる。RSフリップフロップ5は、時刻T1
でセットされて時刻T3でリセットされ、かつ、時刻T
5でセットされて時刻T7でリセットされる。このた
め、図5のPWM波形発生回路は、時刻T1〜T3と時
刻T5〜T7の間ハイレベルになるPWM信号を出力す
る。このように、第3の実施形態は、リング発振器1a
内の各段のインバータIV1の出力のうち奇数段目のイン
バータIV1の出力を、半周期以上遅延した信号とみなし
てマルチプレクサ2で信号選択を行うため、第1や第2
の実施形態のように、奇数段目のインバータIV1の出力
を反転する処理が不要となり、回路規模をよりいっそう
小さくでき、消費電力も低減できる。
The rising detection circuit 3a includes the ring oscillator 1
The rising edge of the output A is detected, and the rising edge detection circuit 4a detects the rising edge of the output B of the multiplexer 2. FIG. 5 is a timing chart of each part in the circuit of FIG. The timing chart of FIG. 5 shows an example in which the PWM signal is generated using the 33rd delay signal. The output of the rise detection circuit 3a is output between time T1 and T2 in FIG.
It goes high between T6 and T6. Also, the change detection circuit 4a
Is at a high level between times T3 and T4 and between T7 and T8 in FIG. The RS flip-flop 5 operates at time T1
At time T3 and reset at time T3.
5 and reset at time T7. For this reason, the PWM waveform generation circuit of FIG. 5 outputs a PWM signal that goes high between times T1 to T3 and times T5 to T7. Thus, in the third embodiment, the ring oscillator 1a
Of the outputs of the inverters IV1 of the odd-numbered stages among the outputs of the inverters IV1 of the respective stages in FIG.
As in the embodiment, the process of inverting the output of the odd-numbered stage inverter IV1 is not required, so that the circuit scale can be further reduced and the power consumption can be reduced.

【0016】(第4の実施形態)第4の実施形態は、3
2段のインバータを用いて64種類のPWM信号を生成
するものである。図6は本発明に係るPWM波形発生回
路の第4の実施形態のブロック図である。図6のPWM
波形発生回路は、リング発振器1aと、32入力1出力
のマルチプレクサ2aと、EXORゲート21と、2入力1
出力のマルチプレクサ22とを備えている。EXORゲート
21とマルチプレクサ22とで、パルス生成手段50b
が構成される。リング発振器1aは、縦続接続された3
2個のインバータIV1と、最終段のインバータIV1の出
力端子と初段のインバータIV1の入力端子との間に接続
されたNANDゲート(論理反転手段)G1とを有する。NA
NDゲートG1の一方の入力端子には、リング発振器1a
内の最終段のインバータIV1の出力端子が接続され、他
方の入力端子には、active端子が接続される。次に、第
4の実施形態の基本原理について説明する。リング発振
器1aの初段のインバータIV1に入力されたパルス信号
は、各段のインバータIV1を通過するたびに所定時間ず
つ遅延し、最終段のインバータIV1の出力Aは、初段の
インバータIV1の入力信号に対して略半周期分位相がず
れた信号になる。
(Fourth Embodiment) The fourth embodiment is composed of three components.
This is to generate 64 types of PWM signals using a two-stage inverter. FIG. 6 is a block diagram of a fourth embodiment of the PWM waveform generating circuit according to the present invention. PWM of FIG.
The waveform generating circuit includes a ring oscillator 1a, a 32-input 1-output multiplexer 2a, an EXOR gate 21, a 2-input 1-output
And an output multiplexer 22. The EXOR gate 21 and the multiplexer 22 form a pulse generating means 50b.
Is configured. The ring oscillator 1a includes a cascade-connected 3
It has two inverters IV1 and a NAND gate (logic inversion means) G1 connected between the output terminal of the last-stage inverter IV1 and the input terminal of the first-stage inverter IV1. NA
The ring oscillator 1a is connected to one input terminal of the ND gate G1.
The output terminal of the last-stage inverter IV1 is connected, and the active terminal is connected to the other input terminal. Next, the basic principle of the fourth embodiment will be described. The pulse signal input to the first-stage inverter IV1 of the ring oscillator 1a is delayed by a predetermined time every time the pulse signal passes through the first-stage inverter IV1, and the output A of the last-stage inverter IV1 is applied to the input signal of the first-stage inverter IV1. On the other hand, the signal is shifted in phase by substantially a half cycle.

【0017】より詳細には、リング発振器1aの出力A
を基準として考えると、奇数段目のインバータIV1の出
力は、出力Aを所定時間ずつ遅延した信号になる。一
方、偶数段目のインバータIV1の出力は、出力Aの反転
信号を所定時間ずつ遅延した信号になる。すなわち、偶
数段目のインバータIV1からは、出力Aに対して半周期
以上位相が異なる信号が出力される。また、各段のイン
バータIV1の出力の立下りは、各段のインバータIV1の
出力の立上りと位相が半周期ずれている。したがって、
リング発振器1a内の32段のインバータIV1の出力の
立上りと立下りを考慮に入れることにより、合計で64
種類の位相の異なる信号を得ることができる。つまり、
前の3つの実施形態では信号の立上りのみを利用してい
たが、第4の実施形態では立下がりも利用することによ
りリング発振器の段数を半分にすることができるのであ
る。以下では信号の立ち上がりと立ち下がりを総称して
エッジと呼ぶ。この64種類のエッジに対して次のよう
なパルス信号を考える。第4の実施形態は、デジタル信
号S0〜S5の論理に基づいて64種類の位相の異なる
エッジの中から1つを選択し、その選択したエッジとリ
ング発振器1aの出力Aとに基づいて、64種類の異な
るパルス幅を持ったPWM信号を生成する。
More specifically, the output A of the ring oscillator 1a
, The output of the odd-numbered inverter IV1 is a signal obtained by delaying the output A by a predetermined time. On the other hand, the output of the even-numbered inverter IV1 is a signal obtained by delaying the inverted signal of the output A by a predetermined time. That is, a signal having a phase different from output A by a half cycle or more is output from even-numbered stage inverter IV1. Also, the falling edge of the output of the inverter IV1 in each stage is shifted in phase by a half cycle from the rising edge of the output of the inverter IV1 in each stage. Therefore,
Taking into account the rise and fall of the output of the inverter IV1 of 32 stages in the ring oscillator 1a, a total of 64
Signals having different types of phases can be obtained. That is,
In the previous three embodiments, only the rising edge of the signal is used, but in the fourth embodiment, the number of stages of the ring oscillator can be halved by using the falling edge. Hereinafter, the rise and fall of the signal are collectively called an edge. The following pulse signals are considered for these 64 types of edges. In the fourth embodiment, one of 64 types of edges having different phases is selected based on the logic of the digital signals S0 to S5, and 64 edges are selected based on the selected edge and the output A of the ring oscillator 1a. PWM signals having different types of pulse widths are generated.

【0018】リング発振器1aの各段のインバータIV1
の入出力信号のうち、どれを選択するかは、マルチプレ
クサ2aに入力される5ビットのデジタル信号S0〜S
4の論理により決まる。例えば、デジタル信号が「0000
0」の場合には、初段のインバータIV1の入力信号が選
択され、「11111」の場合には、最終段のインバータIV
1の入力信号が選択される。図7はリング発振器1a内
の各段のインバータIV1の入力と信号の立ち上がり、立
ち下がりの位相順の関係を示す図である。図7の段番号
「0」は初段のインバータIV1、「31」は最終段のイン
バータIV1を表している。位相順はリング発振器1aの
出力Aの信号の立ち上がりを基準としている。出力Aが
立ち上がると、NANDゲートG1で信号が反転され、
「0」段で信号が立ち下がる。すると、初段のインバー
タIV1で信号が反転され、「1」段で信号が立ち上が
る。このように信号が反転を繰り返しながら伝達され、
「31」段で信号が立ち上がると最終段のインバータの出
力Aが立ち下がり、次に段番号「0」で信号が立ち上が
る。この信号が伝達されて段番号「31」の立ち下がりが
63番目の位相になり、次に再び出力Aが立ち上がる。
以降これが繰り返される。
Inverter IV1 of each stage of ring oscillator 1a
Of the input / output signals is determined by the 5-bit digital signals S0 to S input to the multiplexer 2a.
Determined by the logic of 4. For example, if the digital signal is "0000
In the case of "0", the input signal of the first-stage inverter IV1 is selected, and in the case of "11111", the last-stage inverter IV1 is selected.
One input signal is selected. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the input of the inverter IV1 of each stage in the ring oscillator 1a and the order of the rising and falling phases of the signal. In FIG. 7, the stage number “0” indicates the first stage inverter IV1 and the stage number “31” indicates the last stage inverter IV1. The phase order is based on the rise of the signal at the output A of the ring oscillator 1a. When the output A rises, the signal is inverted by the NAND gate G1,
The signal falls at the “0” stage. Then, the signal is inverted by the inverter IV1 in the first stage, and the signal rises in the “1” stage. In this way, the signal is transmitted while repeating inversion,
When the signal rises at the "31" stage, the output A of the last inverter falls, and then the signal rises at the stage number "0". When this signal is transmitted, the falling of the stage number "31" becomes the 63rd phase, and then the output A rises again.
Thereafter, this is repeated.

【0019】第4の実施形態では、次のようにしてPW
M波形を生成する。まず32種類のリング発振器内の出
力いずれかを選択する。以降この信号を被選択信号と呼
ぶ。被選択信号の立上り、立下がりの二つのエッジのう
ち一方を選択する。以降これを被選択エッジと呼ぶ。ま
た、出力Aの立ち上がりを基準エッジと呼ぶ。基準エッ
ジと同時に立ち上がり、被選択エッジと同時に立ち下が
るPWM波形を考えるとこの信号のパルス幅は選択され
たエッジの位相の遅れに比例する。したがって、図7中
の位相順とデジタル信号S0〜S5によって決まる整数
N(0〜63)の上下関係を維持すれば、Nに応じたパル
ス幅を持つPWM波形を生成できることになる。ここで
Nは6ビットの信号S0〜S5によって次のように表さ
れる。 N=S0+2×S1+22×S2+23×S3+24×S4+25×S5 Nを上式のようにするには、次のようにすればよい。下
位5ビットによって決まる整数N’と段番号を対応させ
る。 N'=S0+2×S1+22×S2+23×S3+24×S4 さらに、最上位ビットS5に応じて立ち上がりと立ち下
がりの一方を選ぶ。すなわち、S5が0なら位相の遅れ
が半周期以内であるほう、1なら半周期以上である方を
選ぶ。
In the fourth embodiment, PW is performed as follows.
Generate an M waveform. First, one of the outputs in the 32 types of ring oscillators is selected. Hereinafter, this signal is referred to as a selected signal. One of the two rising and falling edges of the selected signal is selected. Hereinafter, this is referred to as a selected edge. The rising edge of the output A is called a reference edge. Considering a PWM waveform that rises at the same time as the reference edge and falls at the same time as the selected edge, the pulse width of this signal is proportional to the phase delay of the selected edge. Therefore, if the vertical relationship between the phase order in FIG. 7 and the integer N (0 to 63) determined by the digital signals S0 to S5 is maintained, a PWM waveform having a pulse width corresponding to N can be generated. Here, N is represented as follows by 6-bit signals S0 to S5. N = S0 + 2 × S1 + 2 a 2 × S2 + 2 3 × S3 + 2 4 × S4 + 2 5 × S5 N To the above formula may be as follows. The stage number is associated with an integer N ′ determined by the lower 5 bits. N '= S0 + 2 × S1 + 2 2 × S2 + 2 3 × S3 + 2 4 × S4 further chooses one of rising and falling in accordance with the most significant bit S5. That is, if S5 is 0, the phase delay within half a cycle is selected, and if S5 is 1, the phase delay is longer than a half cycle.

【0020】例えば、N=(100100)、つまり、N=36の
とき、下位5ビットによって決まる数字は(O0100)つま
り4である。したがって段番号は4とする。更に最上位
ビットS5が「1」であるので位相差が半周期以上であ
る立ち上がりエッジの方(図7中で位相順36)を選択す
る。このようにして、S0からS5によって決まる整数
Nに応じてパルス幅の異なるPWM波形を生成すること
が出来る。図8(a)〜8(d)は上述した機構に基づ
いてPWM波形を生成する例を示したタイミング図であ
る。(a)は(S0,S5)=(O,O)のとき、(b)は(S0,S5)=
(O,1)のとき、(c)は(SO,S5)=(1,0)のとき、(d)
は(SO,S5)=(1,1)のときである。Bはマルチプレクサ2
aによって選択された被選択信号である。図8(a)、
8(b)のようにS0=0のときは段番号が偶数である
ので位相は半周期以上である。そしてS5=0の場合に
はエッジのうちパルス幅が半周期以内になる方が選ばれ
る。図8(a)〜図8(d)の波形を論理表で表すと図
9のようになる。図9の(i)が図8(a)に、(ii)
が図8(b)に、(iii)が図8(c)に、(iv)が図
8(d)に、それぞれ対応する。
For example, when N = (100100), that is, N = 36, the number determined by the lower 5 bits is (O0100), that is, 4. Therefore, the stage number is 4. Further, since the most significant bit S5 is "1", the rising edge (phase order 36 in FIG. 7) whose phase difference is equal to or more than a half cycle is selected. In this manner, PWM waveforms having different pulse widths can be generated according to the integer N determined by S0 to S5. FIGS. 8A to 8D are timing charts showing an example of generating a PWM waveform based on the above-described mechanism. (A) is (S0, S5) = (O, O), (b) is (S0, S5) =
When (O, 1), (c) is (d) when (SO, S5) = (1,0)
Is when (SO, S5) = (1,1). B is the multiplexer 2
This is the selected signal selected by a. FIG. 8A,
When S0 = 0 as in FIG. 8 (b), the stage number is an even number and the phase is longer than a half cycle. When S5 = 0, the edge whose pulse width is within a half cycle is selected. FIG. 9 shows the waveforms of FIGS. 8A to 8D in a logical table. (I) of FIG. 9 corresponds to (a) of FIG.
8 (b), (iii) corresponds to FIG. 8 (c), and (iv) corresponds to FIG. 8 (d).

【0021】デジタル信号のビットS0,S5が(0,0)
のときは、出力Aに対する位相差順が「0,2,4,
…,30」番目のエッジに基づいて、PWM信号が生成さ
れる。この場合、リング発振器1aの出力Aとマルチプ
レクサ2の出力Bとの間で論理演算を行った結果OUT
は、以下の(2)式の論理式で表される。 OUT=A・B …(2) また、デジタル信号のビットS0,S5が(0,1)のとき
は、出力Aに対する位相差順が「32,34,36,…62」番
目のエッジに基づいてPWM信号が生成される。この場
合、リング発振器1aの出力Aとマルチプレクサ2の出
力Bとの間で論理演算を行った結果OUTは、以下の
(3)式の論理式で表される。 OUT=A+/B …(3) また、デジタル信号のビットS0,S5が(1,0)のとき
は、出力Aに対する位相差順が「1,3,5,…,31」
番目のエッジに基づいてPWM信号が生成される。この
場合、リング発振器1aの出力Aとマルチプレクサ2の
出力Bとの間で論理演算を行った結果OUTは、以下の
(4)式の論理式で表される。 OUT=A・/B …(4) また、デジタル信号のビットS0,S5が(1,1)のとき
は、出力Aに対する位相差順が「33,35,37,…,63」
番目のエッジに基づいてPWM信号が生成される。この
場合、リング発振器1aの出力Aとマルチプレクサ2の
出力Bとの間で論理演算を行った結果OUTは、以下の
(5)式の論理式で表される。
The bits S0 and S5 of the digital signal are (0,0)
, The phase difference order with respect to the output A is “0, 2, 4,
The PWM signal is generated based on the "..., 30" th edge. In this case, the result OUT obtained by performing a logical operation between the output A of the ring oscillator 1a and the output B of the multiplexer 2
Is represented by the following logical expression (2). OUT = A · B (2) When the bits S0 and S5 of the digital signal are (0, 1), the order of the phase difference with respect to the output A is based on the “32, 34, 36,. As a result, a PWM signal is generated. In this case, a result OUT obtained by performing a logical operation between the output A of the ring oscillator 1a and the output B of the multiplexer 2 is expressed by the following logical expression (3). OUT = A + / B (3) When the bits S0 and S5 of the digital signal are (1,0), the phase difference order with respect to the output A is "1,3,5, ..., 31".
A PWM signal is generated based on the th edge. In this case, the result OUT obtained by performing a logical operation between the output A of the ring oscillator 1a and the output B of the multiplexer 2 is expressed by the following logical expression (4). OUT = A · / B (4) When the bits S0 and S5 of the digital signal are (1, 1), the phase difference order with respect to the output A is “33, 35, 37,..., 63”.
A PWM signal is generated based on the th edge. In this case, a result OUT obtained by performing a logical operation between the output A of the ring oscillator 1a and the output B of the multiplexer 2 is expressed by the following logical expression (5).

【0022】OUT=A+B …(5) 図9の論理図を並び替えて整理すると、図10のように
なる。図10からわかるように、デジタル信号の最下位
ビットS0とマルチプレクサ2の出力信号Bとが(0,0)
のときには、PWM信号OUTは、デジタル信号の最上
位ビットS5の論理と同じになる。また、信号S0と出
力Bが(0,1)のときには、PWM信号OUTは、リング
発振器1aの出力信号Aの論理と同じになる。同様に、
信号S0と出力Bが(1,0)のときも、PWM信号OUT
は、リング発振器1aの出力信号Aの論理と同じにな
る。また、信号S0,Bが(1,1)のときには、PWM信
号OUTは、デジタル信号の最上位ビットS5の論理と
同じになる。図10の論理図に基づいて回路を組むと、
図6のようになる。EXORゲート21は、マルチプレクサ
2aの出力信号Bとデジタル信号の最下位ビットS0と
の排他的論理和を演算する。マルチプレクサ22は、EX
ORゲート21の論理に基づいて、信号S5と信号Aのい
ずれか一方を選択する。次に、図6の回路の動作を説明
する。リング発振器1aの最終段の出力Aに対し、リン
グ発振器1a内の偶数段目のインバータIV1の出力は位
相が半周期以上遅れるの対し、奇数段目のインバータIV
1の出力の位相遅れは半周期以内である。ところが、図
6のEXORゲート21の一方の入力端子にはデジタル信号
の最下位ビットS0が入力されるため、マルチプレクサ
2aが奇数段目のインバータIV1の出力を選択した場合
のみ、EXORゲート21はマルチプレクサ2aの出力を反
転する。この結果、EXORゲート21の出力Cは、リング
発振器1aの最終段の出力Aに対して、常に位相が半周
期以上遅れる。
OUT = A + B (5) FIG. 10 shows the logical diagram of FIG. 9 rearranged and rearranged. As can be seen from FIG. 10, the least significant bit S0 of the digital signal and the output signal B of the multiplexer 2 are (0,0)
At this time, the PWM signal OUT has the same logic as the most significant bit S5 of the digital signal. When the signal S0 and the output B are (0, 1), the PWM signal OUT has the same logic as the output signal A of the ring oscillator 1a. Similarly,
When the signal S0 and the output B are (1, 0), the PWM signal OUT
Becomes the same as the logic of the output signal A of the ring oscillator 1a. When the signals S0 and B are (1,1), the PWM signal OUT has the same logic as the most significant bit S5 of the digital signal. When a circuit is formed based on the logic diagram of FIG.
As shown in FIG. The EXOR gate 21 calculates an exclusive OR of the output signal B of the multiplexer 2a and the least significant bit S0 of the digital signal. The multiplexer 22 has an EX
Either the signal S5 or the signal A is selected based on the logic of the OR gate 21. Next, the operation of the circuit of FIG. 6 will be described. In contrast to the output A of the last stage of the ring oscillator 1a, the output of the even-numbered inverter IV1 in the ring oscillator 1a is delayed by more than half a cycle, whereas the output of the odd-numbered inverter IV1 is delayed.
The phase lag of the output of No. 1 is within a half cycle. However, since the least significant bit S0 of the digital signal is input to one input terminal of the EXOR gate 21 in FIG. 6, the EXOR gate 21 is only used when the multiplexer 2a selects the output of the odd-numbered stage inverter IV1. The output of 2a is inverted. As a result, the phase of the output C of the EXOR gate 21 always lags the output A of the last stage of the ring oscillator 1a by a half cycle or more.

【0023】図11は、リング発振器1aの最終段の出
力A、EXORゲート21の出力C、およびマルチプレクサ
22の出力Qのタイミング波形図である。図6のNANDゲ
ートG1の遅延時間をdとすると、リング発振器1aの
最終段の出力Aの周期とマルチプレクサ2aの出力Bの
周期Tはともに、T=66dになる。また、リング発振器
1a内のインバータIV1の段数をN’とすると、NANDゲ
ートG1とリング発振器1aとを併せた信号伝搬遅延時
間Tallは、(N‘+1)×dになる。この遅延時間Tal
lに半周期を加えた分の位相差が出力Aと出力Cとの間
には存在する。図6に示すように、EXORゲート21の出
力Cは、マルチプレクサ22の制御入力端子に入力され
るため、マルチプレクサ22の出力Qは、デジタル信号
の最上位ビットS5の論理に応じて図11のように変化
する。したがって、出力Qが「1」の時間、すなわち、
PWM信号のパルス幅は、(6)式のようになる。 (N’+1)×d+S5×T/2=(N+1+S5)・d …(6) (6)式より、N=0,1,2,…,62,63のとき、出力Q(P
WM信号)のデューティ比は、1/66,2/66,…,64/66,65/
66になる。
FIG. 11 is a timing waveform diagram of the output A of the final stage of the ring oscillator 1a, the output C of the EXOR gate 21, and the output Q of the multiplexer 22. Assuming that the delay time of the NAND gate G1 in FIG. 6 is d, the cycle of the output A of the final stage of the ring oscillator 1a and the cycle T of the output B of the multiplexer 2a are both T = 66d. Further, assuming that the number of stages of the inverter IV1 in the ring oscillator 1a is N ′, the signal propagation delay time Tall of the NAND gate G1 and the ring oscillator 1a is (N ′ + 1) × d. This delay time Tal
There is a phase difference between the output A and the output C corresponding to the half cycle added to l. As shown in FIG. 6, the output C of the EXOR gate 21 is input to the control input terminal of the multiplexer 22, so that the output Q of the multiplexer 22 depends on the logic of the most significant bit S5 of the digital signal as shown in FIG. Changes to Therefore, the time when the output Q is “1”, that is,
The pulse width of the PWM signal is as shown in equation (6). (N ′ + 1) × d + S5 × T / 2 = (N + 1 + S5) · d (6) From equation (6), when N = 0, 1, 2,..., 62, 63, the output Q (P
The duty ratio of the WM signal is 1 / 66,2 / 66,…, 64 / 66,65 /
It becomes 66.

【0024】このように、第4の実施形態は、インバー
タIV1を32段縦続接続してリング発振器1aを構成
し、各段のインバータIV1の出力とその反転出力を利用
して64種類の位相の異なる信号を生成するため、イン
バータを64段縦続接続しなくても、64種類のPWM
信号を生成できる。したがって、従来のPWM波形発生
回路に比べて、回路規模を縮小でき、消費電力も低減で
きる。 (第5の実施形態)第5の実施形態は、16段のインバ
ータが縦続接続されたリング発振器1bを用いて64種
類のPWM信号を生成するものである。図12は本発明
に係るPWM波形発生回路の第5の実施形態のブロック
図である。図12のPWM波形発生回路は、リング発振
器1bと、16入力1出力のマルチプレクサ2bと、EX
ORゲート21と、4入力1出力のマルチプレクサ22a
とを備える。EXORゲート21とマルチプレクサ22aと
で、パルス生成手段50aが構成される。リング発振器
1bは、縦続接続された16個のインバータIV1と、最
終段のインバータIV1の出力端子と初段のインバータIV
1の入力端子との間に接続されたNANDゲートG1とを有
する。NANDゲートG1の信号伝搬遅延時間は、リング発
振器1b内のインバータIV1の信号伝搬遅延時間の略半
分に設定されている。
As described above, in the fourth embodiment, a ring oscillator 1a is formed by cascading 32 stages of inverters IV1, and the output of the inverter IV1 of each stage and its inverted output are used to generate 64 types of phases. In order to generate different signals, 64 types of PWM can be used without cascading 64 stages of inverters.
A signal can be generated. Therefore, the circuit scale can be reduced and the power consumption can be reduced as compared with the conventional PWM waveform generation circuit. (Fifth Embodiment) In a fifth embodiment, 64 types of PWM signals are generated using a ring oscillator 1b in which 16 stages of inverters are cascaded. FIG. 12 is a block diagram of a fifth embodiment of the PWM waveform generating circuit according to the present invention. The PWM waveform generation circuit shown in FIG. 12 includes a ring oscillator 1b, a 16-input / 1-output multiplexer 2b,
OR gate 21 and 4-input / 1-output multiplexer 22a
And The EXOR gate 21 and the multiplexer 22a constitute a pulse generation unit 50a. The ring oscillator 1b includes 16 cascade-connected inverters IV1, an output terminal of the last-stage inverter IV1, and the first-stage inverter IV1.
And an input terminal of the NAND gate G1. The signal propagation delay time of the NAND gate G1 is set to approximately half the signal propagation delay time of the inverter IV1 in the ring oscillator 1b.

【0025】NANDゲートG1の一方の入力端子には、リ
ング発振器1b内の最終段のインバータIV1の出力端子
が接続され、他方の入力端子には、active端子が接続さ
れる。図12のPWM波形発生回路は、16段のインバ
ータIV1を利用して64種類の異なるパルス幅の制御信
号を出力する点に特徴がある。図13、図14は図12
のPWM波形発生回路の基本原理を説明する図であり、
リング発振器1b内の各インバータIV1の信号伝搬遅延
時間を「2」、NANDゲートG1の信号伝搬遅延時間を
「1」としている。図13はリング発振器1b内の最終
段のインバータIV1の出力Aの立上りを基準とした場合
の各インバータIV1の入力の位相差の大きさを示し、図
14はNANDゲートG1の出力A’の立下りを基準とした
場合の各インバータIV1の入力の位相差の大きさを示
す。また、図15、図16はそれぞれ図13、図14に
対応するものであり、位相差の大きさではなく、位相順
を示したものである。リング発振器1bの出力Aが立ち
上がった時刻を「0」とすると、図13に示すように、
NANDゲートG1の出力が立ち下がる時刻は「1」にな
る。次に、初段のインバータIV1の出力が立ち上がる時
刻は「3」になる。以下同様に、インバータIV1を通過
するたびに「2」ずつ信号が遅延し、かつ、位相が反転
する。
One input terminal of the NAND gate G1 is connected to the output terminal of the last-stage inverter IV1 in the ring oscillator 1b, and the other input terminal is connected to the active terminal. The PWM waveform generating circuit shown in FIG. 12 is characterized in that 64 types of control signals having different pulse widths are output using the 16-stage inverter IV1. FIG. 13 and FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the basic principle of the PWM waveform generation circuit of FIG.
The signal propagation delay time of each inverter IV1 in the ring oscillator 1b is "2", and the signal propagation delay time of the NAND gate G1 is "1". FIG. 13 shows the magnitude of the phase difference between the inputs of each inverter IV1 with reference to the rise of the output A of the last inverter IV1 in the ring oscillator 1b, and FIG. 14 shows the rise of the output A 'of the NAND gate G1. It shows the magnitude of the phase difference between the inputs of each inverter IV1 on the basis of the downlink. FIGS. 15 and 16 correspond to FIGS. 13 and 14, respectively, and show not the magnitude of the phase difference but the phase order. Assuming that the time when the output A of the ring oscillator 1b rises is "0", as shown in FIG.
The time when the output of the NAND gate G1 falls is “1”. Next, the time when the output of the first-stage inverter IV1 rises is “3”. Similarly, every time the signal passes through the inverter IV1, the signal is delayed by "2" and the phase is inverted.

【0026】一方、NANDゲートG1の出力が立下がる時
刻を「0」とすると、図14に示すように、初段のイン
バータIV1の出力が立上る時刻は「2」になる。以下同
様に、インバータIV1を通過するたびに「2」ずつ信号
が遅延し、かつ、位相が反転する。図13、図14から
わかるように、リング発振器1bの最終段のインバータ
IV1の出力を基準とした場合と、NANDゲートG1の出力
を基準とした場合の双方を考慮に入れることにより、リ
ング発振器1b内の各段のインバータIV1の出力から6
4種類の位相差を得ることができる。第5の実施形態
は、リング発振器1bの最終段のインバータIV1の出力
Aとリング発振器1b内の16段のインバータのいずれ
か一つの出力Bとに基づいて、32種類のPWM信号を
生成し、かつ、NANDゲートの出力A’とリング発振器1
b内の16段のインバータIV1のいずれか一つの出力B
とに基づいて、32種類のPWM信号を生成するもので
ある。図13,14を基に位相差の値ではなく位相順を
表にしたのが図15,16である。二つの図中の値は同
じ段番号同士では図15の方が図16よりも値が一つ大
きい。また一般的に段番号が大きいほど値が大きい。
On the other hand, assuming that the time at which the output of the NAND gate G1 falls is "0", the time at which the output of the first-stage inverter IV1 rises is "2", as shown in FIG. Similarly, every time the signal passes through the inverter IV1, the signal is delayed by "2" and the phase is inverted. 13 and 14, the final stage inverter of the ring oscillator 1b
By taking into account both the case where the output of the inverter IV1 is used as a reference and the case where the output of the NAND gate G1 is used as a reference, the output of the inverter IV1 at each stage in the ring oscillator 1b is reduced by 6%.
Four types of phase differences can be obtained. The fifth embodiment generates 32 types of PWM signals based on the output A of the last-stage inverter IV1 of the ring oscillator 1b and the output B of any one of the 16-stage inverters in the ring oscillator 1b, And the output A 'of the NAND gate and the ring oscillator 1
any one output B of the 16-stage inverter IV1
, And generates 32 types of PWM signals. FIGS. 15 and 16 show the order of the phases instead of the values of the phase differences based on FIGS. The values in the two figures are one greater in FIG. 15 than in FIG. 16 for the same stage number. In general, the higher the stage number, the larger the value.

【0027】以下では、リング発振器1bの最終段のイ
ンバータIV1の出力Aの立上りおよびNANDゲートG1の
出力A'の立下がりを基準エッジと呼ぶ。また、リング
発振器1b内の各段のインバータIV1の出力16種類の中
から選択された信号を被選択信号、被選択信号の立上が
り及び立下がりのうち選択された方を被選択エッジと呼
ぶ。図15,16中の32種類の被選択エッジと2種類
の基準エッジを基にして64種類のパルス幅のPWM波
形を以下のようにして生成する。最下位ビットS0が0
のときはNANDゲートの出力A'の立ち下がりを基準と
し、S0=1のときはリング発振器の最終段のインバー
タの出力Aの立ち上がりを基準とする。中4ビット、S
1からS4ビットによってきまる整数と段番号を対応さ
せる。例えば(S4,S3,S2,S1)=(0,0,1,1)=3のときは段
番号3を選択する。立ち上がりと立ち下がりのうち、最
上位ビットS5が0なら位相順が31以下、1なら32以上
になる方を選択する、例えばS0=0、段番号3におい
てS5=1の場合には、立ち下りの方である位相順39
(図15中)を選択する。そして、基準エッジと同時に立
上がり、被選択エッジと同時に立下がるPWM波形を生
成する。すると、生成されたPWM波形のパルス幅はS
0からS5によって決まる整数Nに依存し、Nが大きい
ほどパルス幅も大きくなる。
Hereinafter, the rising edge of the output A of the inverter IV1 at the last stage of the ring oscillator 1b and the falling edge of the output A 'of the NAND gate G1 are referred to as reference edges. Further, a signal selected from the 16 types of outputs of the inverter IV1 at each stage in the ring oscillator 1b is referred to as a selected signal, and a selected one of rising and falling edges of the selected signal is referred to as a selected edge. Based on 32 types of selected edges and 2 types of reference edges in FIGS. 15 and 16, PWM waveforms of 64 types of pulse widths are generated as follows. The least significant bit S0 is 0
In this case, the fall of the output A 'of the NAND gate is used as a reference, and when S0 = 1, the rise of the output A of the last inverter of the ring oscillator is used as the reference. Medium 4 bits, S
An integer determined by 1 to S4 bits is associated with a stage number. For example, when (S4, S3, S2, S1) = (0,0,1,1) = 3, the stage number 3 is selected. If the most significant bit S5 is 0, the phase order is 31 or less, and if the most significant bit S5 is 1, the phase order is 32 or more. If, for example, S0 = 0 and S5 = 1 in the stage number 3, the falling is selected Phase order 39
(In FIG. 15) is selected. Then, a PWM waveform that rises at the same time as the reference edge and falls at the same time as the selected edge is generated. Then, the pulse width of the generated PWM waveform is S
It depends on an integer N determined from 0 to S5, and the pulse width increases as N increases.

【0028】図17,18は基準信号及び被選択信号か
らPWM波形を生成する例を示すタイミング図である。
図17はS0=1の場合である。図17(a)〜17
(d)は順に(S1,S5)=(0,0)(0,1)(1,0)(1,1)の場合で
ある。図17はS0=1の場合であり、基準エッジとし
てはAの立上がりが選択される。図17(a),17
(b)は、S1=0の場合なので、段番号が奇数であ
り、被選択信号Bは基準信号Aに比べて位相差が半周期
以上である。S5が0であればBの立下がり、1であれ
ば立上がりを選択すれば生成されるPWM波形がそれぞ
れ半周期以内、半周期以上となる。図17(c),17
(d)の場合は位相差が半周期以下であること以外は図
17(a),17(b)の場合と同じである。一方、図
18はS0=0の場合であり、基準信号としてA'の立
下がりが選択される。図18(a)〜18(d)は(S1,
S5)=(0,0)(0,1)(1,O)(1,1)の場合である。基準エッジ
として、A'の立下りを用いること以外は図17の場合
と同じである。図17(a)〜図17(d)の波形を論
理表で表すと図19のようになる。図19の(i)が図1
7(a)に、(ii)が図17(b)に、(iii)が図17
(c)に、(iv)が図17(d)に、それぞれ対応する。
デジタル信号の最下位ビットS0が「1」で、ビットS
1,S5が(0,0)の場合には、位相差順が「1,5,
9,…,29」番目のエッジに基づいてPWM信号が生成
される。この場合、出力A,BとPWM信号OUTとの
関係は、以下の(7)式の論理式で表される。
FIGS. 17 and 18 are timing charts showing an example of generating a PWM waveform from a reference signal and a selected signal.
FIG. 17 shows the case where S0 = 1. FIGS. 17 (a) to 17
(D) shows the case of (S1, S5) = (0,0) (0,1) (1,0) (1,1) in order. FIG. 17 shows the case where S0 = 1, and the rising edge of A is selected as the reference edge. FIG. 17 (a), 17
In (b), since S1 = 0, the stage number is odd, and the selected signal B has a phase difference of half cycle or more compared to the reference signal A. If S5 is 0, the falling edge of B is 1, if 1 is selected, the rising edge is selected, and the generated PWM waveform is within a half cycle or more than a half cycle, respectively. 17 (c), 17
17D is the same as FIGS. 17A and 17B except that the phase difference is equal to or less than a half cycle. On the other hand, FIG. 18 shows a case where S0 = 0, and the falling of A ′ is selected as the reference signal. FIGS. 18A to 18D show (S1,
S5) = (0,0) (0,1) (1, O) (1,1). This is the same as FIG. 17 except that the falling edge of A ′ is used as the reference edge. FIG. 19 shows the waveforms of FIGS. 17A to 17D in a logical table. FIG. 19 (i) shows FIG.
7 (a), (ii) in FIG. 17 (b), and (iii) in FIG.
17C corresponds to FIG. 17D, and FIG. 17D corresponds to FIG. 17D.
When the least significant bit S0 of the digital signal is “1” and the bit S
When 1, S5 is (0,0), the phase difference order is “1,5,
A PWM signal is generated based on the “9,..., 29” th edge. In this case, the relationship between the outputs A and B and the PWM signal OUT is represented by the following logical expression (7).

【0029】OUT=A・B …(7) また、デジタル信号の最下位ビットS0が「1」で、ビ
ットS1,S5が(0,1)の場合には、位相差順が「33,3
7,41,…,61」番目の信号に基づいてPWM信号が生
成される。この場合、出力A,BとPWM信号OUTと
の関係は、以下の(8)式の論理式で表される。 OUT=A+/B …(8) また、デジタル信号の最下位ビットS0が「1」で、ビ
ットS1,S5が(1,0)の場合には、位相差順が「3,
7,11,…,31」番目の信号に基づいてPWM信号が生
成される。この場合、出力A,BとPWM信号OUTと
の関係は、以下の(9)式の論理式で表される。 OUT=A・/B …(9) また、デジタル信号の最下位ビットS0が「1」で、ビ
ットS1,S5が(1,1)の場合には、位相差順が「35,3
9,43,…,63」番目の信号に基づいてPWM信号が生
成される。この場合、出力A,BとPWM信号OUTと
の関係は、以下の(10)式の論理式で表される。 OUT=A+B …(10) 同様に、図18(a)〜図18(d)の波形を論理表で
表すと図20のようになる。図20の(i)が図18
(a)に、(ii)が図18(b)に、(iii)が図18
(c)に、(iv)が図18(d)に、それぞれ対応する。
デジタル信号の最下位ビットS0が「0」で、ビットS
1,S5が(0,0)の場合には、位相順が「0,4,8,
…,28」番目の信号に基づいてPWM信号が生成され
る。この場合、出力A’,BとPWM信号OUTとの関
係は、以下の論理式で表される。
OUT = AB (7) When the least significant bit S0 of the digital signal is "1" and the bits S1 and S5 are (0,1), the phase difference order is "33,3".
A PWM signal is generated based on the “7, 41,..., 61” th signal. In this case, the relationship between the outputs A and B and the PWM signal OUT is represented by the following logical expression (8). OUT = A + / B (8) When the least significant bit S0 of the digital signal is “1” and the bits S1 and S5 are (1,0), the phase difference order is “3,
The PWM signal is generated based on the “7, 11,..., 31” th signal. In this case, the relationship between the outputs A and B and the PWM signal OUT is expressed by the following logical expression (9). OUT = A · / B (9) When the least significant bit S0 of the digital signal is “1” and the bits S1 and S5 are (1,1), the phase difference order is “35,3”.
The PWM signal is generated based on the “9, 43,..., 63” th signal. In this case, the relationship between the outputs A and B and the PWM signal OUT is represented by the following logical expression (10). OUT = A + B (10) Similarly, if the waveforms of FIGS. 18 (a) to 18 (d) are represented by a logic table, they are as shown in FIG. (I) of FIG. 20 corresponds to FIG.
(A), (ii) in FIG. 18 (b), and (iii) in FIG.
(C) and (iv) correspond to FIG. 18 (d), respectively.
When the least significant bit S0 of the digital signal is "0",
If 1,5 is (0,0), the phase order is "0,4,8,
.., A PWM signal is generated based on the 28th signal. In this case, the relationship between the outputs A ′ and B and the PWM signal OUT is expressed by the following logical expression.

【0030】OUT=/A’・B …(11) また、デジタル信号の最下位ビットS0が「0」で、ビ
ットS1,S5が(0,1)の場合には、位相差順が「32,3
6,40,…,60」番目の信号に基づいてPWM信号が生
成される。この場合、出力A’,BとPWM信号OUT
との関係は、以下の(12)式の論理式で表される。 OUT=/A’+/B …(12) また、デジタル信号の最下位ビットS0が「0」で、ビ
ットS1,S5が(1,0)の場合には、位相差順が「2,
6,10,…,30」番目の信号に基づいてPWM信号が生
成される。この場合、出力A’,BとPWM信号OUT
との関係は、以下の(13)式の論理式で表される。 OUT=/A’・/B …(13) また、デジタル信号の最下位ビットS0が「0」で、ビ
ットS1,S5が(1,1)の場合には、位相差順が「34,3
8,42,…,62」番目の信号に基づいてPWM信号が生
成される。この場合、出力A’,BとPWM信号OUT
との関係は、以下の(14)式の論理式で表される。 OUT=/A’+B …(14) 図19、図20の論理図を並び替えて整理すると、図2
1のようになる。デジタル信号のビットS0が「0」の
場合には、ビットS1とマルチプレクサ2bの出力Bの
論理に応じて、ビットS5かNANDゲートG1の出力A’
の反転信号のいずれかを選択することによりPWM信号
が生成される。また、ビットS0が「1」の場合には、
ビットS1と出力Bの論理に応じて、ビットS5かリン
グ発振器1bの出力Aのいずれかを選択することにより
PWM信号が生成される。
OUT = / A ′ · B (11) When the least significant bit S0 of the digital signal is “0” and the bits S1 and S5 are (0, 1), the phase difference order is “32”. , 3
A PWM signal is generated based on the “6, 40,..., 60” th signal. In this case, the outputs A 'and B and the PWM signal OUT
Is expressed by the following logical expression (12). OUT = / A ′ + / B (12) When the least significant bit S0 of the digital signal is “0” and the bits S1 and S5 are (1, 0), the phase difference order is “2”.
The PWM signal is generated based on the “6, 10,..., 30” th signal. In this case, the outputs A 'and B and the PWM signal OUT
Is expressed by the following logical expression (13). OUT = / A ′ · / B (13) When the least significant bit S0 of the digital signal is “0” and the bits S1 and S5 are (1,1), the phase difference order is “34,3”.
The PWM signal is generated based on the “8, 42,..., 62” th signal. In this case, the outputs A 'and B and the PWM signal OUT
Is expressed by the following logical expression (14). OUT = / A '+ B (14) Rearranging and rearranging the logic diagrams of FIGS.
It looks like 1. When the bit S0 of the digital signal is “0”, the bit S5 or the output A ′ of the NAND gate G1 is set according to the logic of the bit S1 and the output B of the multiplexer 2b.
The PWM signal is generated by selecting any one of the inverted signals of. When the bit S0 is “1”,
The PWM signal is generated by selecting either the bit S5 or the output A of the ring oscillator 1b according to the logic of the bit S1 and the output B.

【0031】図21に基づいて回路を組むと、図12の
ようになる。図12のマルチプレクサ2bは、デジタル
信号のビットS1〜S4の論理に応じて、リング発振器
1b内の各段のインバータIV1の入力信号のいずれか一
つを選択する。EXORゲート21は、マルチプレクサ2b
の出力とデジタル信号のビットS1との排他的論理和を
演算する。マルチプレクサ22aは、デジタル信号のビ
ットS0とEXORゲート21の出力との論理に応じて、ビ
ットS5、NANDゲートG1の出力A’、およびリング発
振器1bの出力Aの中からいずれかを選択してPWM信
号を生成する。図22は図12に示す第5の実施形態の
パルス幅変調波形回路のタイミング図である。以下、図
22のタイミング図に基づいて図12の回路の動作を説
明する。図12の回路では、リング発振器1b内の各イ
ンバータIV1の信号伝搬遅延時間がNANDゲートG1の信
号伝搬遅延時間の2倍になるように設計している。信号
伝搬遅延時間は、トランジスタのチャネル長、チャネル
幅、配線長などにより調整可能である。リング発振器1
bは、デューティ比が0.5で、周期がTRの矩形波を発生
する。リング発振器1bは、16段のインバータIV1と
1段のNANDゲートG1で構成されるため、その周期TR
は、(15)式で表される。
FIG. 12 shows a circuit constructed based on FIG. The multiplexer 2b in FIG. 12 selects one of the input signals of the inverter IV1 at each stage in the ring oscillator 1b according to the logic of the bits S1 to S4 of the digital signal. The EXOR gate 21 is connected to the multiplexer 2b
Of the digital signal and the exclusive OR of the bit S1 of the digital signal. The multiplexer 22a selects one of the bit S5, the output A 'of the NAND gate G1, and the output A of the ring oscillator 1b according to the logic of the bit S0 of the digital signal and the output of the EXOR gate 21 to perform PWM. Generate a signal. FIG. 22 is a timing chart of the pulse width modulation waveform circuit of the fifth embodiment shown in FIG. Hereinafter, the operation of the circuit of FIG. 12 will be described based on the timing chart of FIG. In the circuit of FIG. 12, the signal propagation delay time of each inverter IV1 in the ring oscillator 1b is designed to be twice the signal propagation delay time of the NAND gate G1. The signal propagation delay time can be adjusted by the channel length, channel width, wiring length, and the like of the transistor. Ring oscillator 1
b generates a rectangular wave having a duty ratio of 0.5 and a period of TR. Since the ring oscillator 1b is composed of a 16-stage inverter IV1 and a 1-stage NAND gate G1, its period TR
Is represented by equation (15).

【0032】 TR=(16×2d+d)×2=66d …(15) ここで、dはNANDゲートG1の信号伝搬遅延時間、2d
はリング発振器1b内の各インバータIV1の信号伝搬遅
延時間である。リング発振器1bの初段のインバータIV
1の入力信号A’の反転信号/A’は、リング発振器1
bの最終段の出力Aからdだけ遅れ、マルチプレクサ2
bの出力Bは信号/A’よりS’・2dだけ遅れる。な
お、S’は、マルチプレクサ2bのデジタル信号S1〜
S4の値であり、(16)式で表される。 S’=S1+S2×2+S3×2+S4×2 …(16) また、すべてのデジタル信号S0〜S5の値Nは、(1
7)式で表される。 N=S0+S1×2+S2×2+S3×2+S4×2+S5×2 …(17) 図12のEXOR21の出力Xは、リング発振器1bの最終
段の出力Aよりも常に半周期以上遅れる。マルチプレク
サ2bから出力されるPWM信号Qのパルス幅THは、
(15)〜(17)式より、(18)式のようになる。 また、(17)式および(18)式より、デューティ比
は(19)式のようになる。
TR = (16 × 2d + d) × 2 = 66d (15) where d is the signal propagation delay time of the NAND gate G1, 2d
Is a signal propagation delay time of each inverter IV1 in the ring oscillator 1b. First stage inverter IV of ring oscillator 1b
1 is the inverted signal / A ′ of the input signal A ′.
The output is delayed by d from the output A of the last stage of b, and the multiplexer 2
The output B of b is delayed from the signal / A 'by S'.2d. S ′ is the digital signal S1 to S1 of the multiplexer 2b.
This is the value of S4 and is represented by equation (16). S '= S1 + S2 × 2 + S3 × 2 2 + S4 × 2 3 ... (16) Moreover, all values N of the digital signal S0~S5 are (1
7) It is expressed by the equation. EXOR21 output X of N = S0 + S1 × 2 + S2 × 2 2 + S3 × 2 3 + S4 × 2 4 + S5 × 2 5 ... (17) FIG. 12 is delayed always more than a half cycle than the output A of the final stage of the ring oscillator 1b. The pulse width TH of the PWM signal Q output from the multiplexer 2b is
From equations (15) to (17), equation (18) is obtained. Also, from the expressions (17) and (18), the duty ratio is as shown in the expression (19).

【0033】 このように、第5の実施形態では、インバータIV1を1
6段縦続接続してリング発振器1bを構成し、最終段の
インバータIV1の出力を、インバータIV1の信号伝搬遅
延時間の半分の遅延時間を有するNANDゲートG1を介し
て初段のインバータIV1に入力するようにしたため、リ
ング発振器1bの出力を基準とすることで32種類のP
WM信号を生成でき、かつ、NANDゲートG1の出力を基
準とすることで32種類のPWM信号を生成でき、合わ
せて64種類のPWM信号を生成できる。したがって、
第1の実施形態よりも、回路規模をさらに縮小でき、消
費電力もよりいっそう低減できる。 (他の実施形態)上述した各実施形態では、リング発振
器の最終段の出力Aの信号伝搬遅延時間と、マルチプレ
クサの出力Bの信号伝搬遅延時間とが同じであると仮定
している。ところが、マルチプレクサは複数段のゲート
で構成されるため、出力Bの信号伝搬遅延時間の方が出
力Aの信号伝搬遅延時間よりも大きくなることが予想さ
れる。
[0033] Thus, in the fifth embodiment, the inverter IV1 is set to 1
The ring oscillator 1b is formed by cascade connection of six stages, and the output of the last-stage inverter IV1 is input to the first-stage inverter IV1 via the NAND gate G1 having a half of the signal propagation delay time of the inverter IV1. Therefore, by using the output of the ring oscillator 1b as a reference, 32 types of P
A WM signal can be generated, and 32 types of PWM signals can be generated based on the output of the NAND gate G1, and a total of 64 types of PWM signals can be generated. Therefore,
As compared with the first embodiment, the circuit scale can be further reduced, and the power consumption can be further reduced. (Other Embodiments) In the above embodiments, it is assumed that the signal propagation delay time of the output A of the final stage of the ring oscillator and the signal propagation delay time of the output B of the multiplexer are the same. However, since the multiplexer is composed of a plurality of stages of gates, the signal propagation delay time of the output B is expected to be longer than the signal propagation delay time of the output A.

【0034】リング発振器の発振周波数が低い分には、
遅延時間に差があっても特に問題ないが、発振周波数が
高い場合には、遅延時間の調整を行う必要がある。図2
3は図3に示す第3の実施形態の回路に遅延回路31を
追加した例を示すブロック図である。遅延回路31によ
り、リング発振器1の最終段の出力Aを遅延させ、出力
Aの信号伝搬遅延時間と出力Bの信号伝搬遅延時間とを
略等しくすることができる。これにより、リング発振器
1の発振周波数が高くても、誤動作のおそれがなくな
る。また、上述した各実施形態では、マルチプレクサ2
の隣接する入力端子間にインバータを1個ずつ接続した
例を示しているが、図24に示すように、隣接する入力
端子間に3個以上の奇数個のインバータを接続してもよ
い。これは、各反転手段の各出力信号がなまることによ
り、マルチプレクサでの消費電力が増大することを防止
するためである。このような手法を従来技術の回路に応
用する場合、各バッファは、例えば、6段のインバータ
から構成されることになるので、やはり、本発明は回路
規模が小さくなっていると考える。尚、入力端子間に何
個のインバータを接続するかは、製造プロセスや発振周
波数等により定めればよい。
To the extent that the oscillation frequency of the ring oscillator is low,
Although there is no particular problem even if there is a difference in the delay time, it is necessary to adjust the delay time when the oscillation frequency is high. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing an example in which a delay circuit 31 is added to the circuit of the third embodiment shown in FIG. The delay circuit 31 delays the output A of the last stage of the ring oscillator 1 so that the signal propagation delay time of the output A is substantially equal to the signal propagation delay time of the output B. Thereby, even if the oscillation frequency of the ring oscillator 1 is high, there is no possibility of malfunction. In each of the embodiments described above, the multiplexer 2
24, an inverter is connected one by one between adjacent input terminals, but as shown in FIG. 24, an odd number of three or more inverters may be connected between adjacent input terminals. This is to prevent an increase in power consumption in the multiplexer due to dulling of each output signal of each inverting means. When such a method is applied to the circuit of the related art, each buffer is composed of, for example, six stages of inverters. Therefore, the present invention also considers that the circuit scale is reduced. The number of inverters connected between the input terminals may be determined according to the manufacturing process, the oscillation frequency, and the like.

【0035】また、上述した各実施形態では、インバー
タIV1を32段縦続接続する場合と16段縦続接続する
場合について説明したが、インバータIV1の段数には特
に制限はなく、例えばインバータIV1を8段縦続接続し
たリング発振器1を用いて64種類のPWM信号を生成
してもよい。また、本発明の回路は、図10や図21の
論理を実現できる回路であれば、図6や図12以外の回
路で構成してもよい。さらに、リング発振器を設ける代
わりに、図25のように、縦属接続された複数のインバ
ータからなるインバータ遅延回路の初段のインバータ
に、外部からクロック信号を入力してもよい。図25の
回路では、初段のインバータに入力されるクロック信号
と、最終段のインバータから出力されるクロック信号と
が、略半周期分だけ位相がずれるように、インバータの
段数や各インバータの遅延時間が調整される。
In each of the above embodiments, the case where the inverters IV1 are cascaded in 32 stages and the case where they are cascaded in 16 stages are described. However, the number of stages of the inverter IV1 is not particularly limited. 64 types of PWM signals may be generated using the cascaded ring oscillators 1. In addition, the circuit of the present invention may be configured by a circuit other than those of FIGS. 6 and 12 as long as the circuit can realize the logic of FIGS. Further, instead of providing a ring oscillator, as shown in FIG. 25, a clock signal may be externally input to the first-stage inverter of an inverter delay circuit including a plurality of inverters connected in cascade. In the circuit of FIG. 25, the number of inverter stages and the delay time of each inverter are such that the clock signal input to the first-stage inverter and the clock signal output from the last-stage inverter are out of phase by approximately half a cycle. Is adjusted.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、複数のインバータを縦
属接続して発振信号出力手段を構成し、発振信号出力手
段内の各インバータ手段の出力に基づいてパルス幅変調
信号を生成するため、回路規模を小さくでき、消費電力
も低減できる。また、リング発振器内の奇数段目のイン
バータ手段の出力を、リング発振器の出力に対して半周
期以上位相が遅れた信号と見なすことにより、奇数段目
のインバータ手段の出力を反転する必要がなくなり、回
路規模をさらに小さくできる。さらに、リング発振器内
のインバータ手段の接続段数の2倍または4倍の種類か
らなるパルス幅変調信号のうちいずれか一つを生成可能
なパルス生成手段を設けることにより、リング発振器の
構成を簡略化でき、回路規模を小さくできるとともに、
消費電力も低減できる。
According to the present invention, a plurality of inverters are cascaded to form an oscillation signal output means, and a pulse width modulation signal is generated based on the output of each inverter means in the oscillation signal output means. The circuit scale can be reduced, and the power consumption can be reduced. Further, by regarding the output of the odd-numbered inverter means in the ring oscillator as a signal whose phase is delayed by more than half a cycle with respect to the output of the ring oscillator, it is not necessary to invert the output of the odd-numbered inverter means. The circuit size can be further reduced. Furthermore, the configuration of the ring oscillator is simplified by providing a pulse generating means capable of generating any one of pulse width modulation signals of twice or four times the number of connection stages of the inverter means in the ring oscillator. And the circuit scale can be reduced,
Power consumption can also be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るPWM波形発生回路の第1の実施
形態の構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a PWM waveform generating circuit according to the present invention.

【図2】本発明に係るPWM波形発生回路の第2の実施
形態の構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of a PWM waveform generation circuit according to the present invention.

【図3】本発明に係るPWM波形発生回路の第3の実施
形態の構成を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment of a PWM waveform generation circuit according to the present invention.

【図4】立上り検出回路の内部構成を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing an internal configuration of a rise detection circuit.

【図5】図3の回路内の各部のタイミング図。FIG. 5 is a timing chart of each part in the circuit of FIG. 3;

【図6】は本発明に係るPWM波形発生回路の第4の実
施形態のブロック図。
FIG. 6 is a block diagram of a fourth embodiment of a PWM waveform generation circuit according to the present invention.

【図7】リング発振器1a内の各段のインバータIV1の
入力と信号の位相順との関係を示す図。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an input of an inverter IV1 of each stage in the ring oscillator 1a and a phase order of a signal.

【図8】出力A,B間で論理演算を行って、異なるパル
ス幅のPWM信号を生成する例を示すタイミング図。
FIG. 8 is a timing chart showing an example in which a logical operation is performed between outputs A and B to generate PWM signals having different pulse widths.

【図9】図8の波形に対応する論理図。FIG. 9 is a logic diagram corresponding to the waveform of FIG. 8;

【図10】図9を整理した論理図。FIG. 10 is a logic diagram obtained by rearranging FIG. 9;

【図11】リング発振器の最終段の出力A、EXORゲート
の出力C、およびマルチプレクサの出力Qのタイミング
波形図。
FIG. 11 is a timing waveform diagram of the output A of the final stage of the ring oscillator, the output C of the EXOR gate, and the output Q of the multiplexer.

【図12】本発明に係るPWM波形発生回路の第5の実
施形態のブロック図。
FIG. 12 is a block diagram of a PWM waveform generating circuit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図13】リング発振器1b内の各段のインバータIV1
の入力信号の位相差を示す図。
FIG. 13 shows an inverter IV1 at each stage in the ring oscillator 1b.
FIG. 3 is a diagram showing a phase difference between input signals of FIG.

【図14】リング発振器1b内の各段のインバータIV1
の入力信号の位相差を示す図。
FIG. 14 shows an inverter IV1 at each stage in the ring oscillator 1b.
FIG. 3 is a diagram showing a phase difference between input signals of FIG.

【図15】図13に対応する論理図。FIG. 15 is a logic diagram corresponding to FIG. 13;

【図16】図14に対応する論理図。FIG. 16 is a logic diagram corresponding to FIG. 14;

【図17】リング発振器の出力Aとマルチプレクサの出
力Bとの間で論理演算を行って、異なるパルス幅のPW
M信号を生成する例を示すタイミング図。
FIG. 17 shows a logical operation performed between the output A of the ring oscillator and the output B of the multiplexer to obtain PWs having different pulse widths.
FIG. 4 is a timing chart showing an example of generating an M signal.

【図18】NANDゲートの出力A’とマルチプレクサの出
力Bとの間で論理演算を行って、異なるパルス幅のPW
M信号を生成する例を示すタイミング図。
FIG. 18 is a diagram showing an example in which a logical operation is performed between an output A ′ of a NAND gate and an output B of a multiplexer to generate PWs having different pulse widths.
FIG. 4 is a timing chart showing an example of generating an M signal.

【図19】図17波形に対応する論理図。FIG. 19 is a logic diagram corresponding to the waveform in FIG. 17;

【図20】図18の波形に対応する論理図。FIG. 20 is a logic diagram corresponding to the waveform of FIG. 18;

【図21】図19,図20を整理した論理図。FIG. 21 is a logical diagram in which FIGS. 19 and 20 are arranged.

【図22】図12に示す第5の実施形態のパルス幅変調
波形回路のタイミング図。
FIG. 22 is a timing chart of the pulse width modulation waveform circuit of the fifth embodiment shown in FIG.

【図23】図3に示す第3の実施形態の回路に遅延回路
31を追加した例を示すブロック図。
FIG. 23 is a block diagram showing an example in which a delay circuit 31 is added to the circuit according to the third embodiment shown in FIG. 3;

【図24】隣接する入力端子間に3個以上の奇数個のイ
ンバータを接続した例を示すブロック図。
FIG. 24 is a block diagram showing an example in which three or more odd-numbered inverters are connected between adjacent input terminals.

【図25】縦属接続されたインバータの初段に外部から
のクロック信号を入力する例を示す図。
FIG. 25 is a diagram showing an example in which an external clock signal is input to the first stage of cascade-connected inverters.

【図26】従来のPWM波形発生回路の構成を示すブロ
ック図。
FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of a conventional PWM waveform generation circuit.

【図27】マルチプレクサの動作原理を説明する図。FIG. 27 illustrates an operation principle of a multiplexer.

【図28】変化検出回路の内部構成を示す回路図。FIG. 28 is a circuit diagram showing an internal configuration of a change detection circuit.

【図29】図26のPWM波形発生回路内の各部のタイ
ミング図。
FIG. 29 is a timing chart of each part in the PWM waveform generation circuit of FIG. 26;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b リング発振器 2,22,22a マルチプレクサ 3,4 変化検出回路 5 RSフリップフロップ 6 遅延回路 50,50b パルス発生手段 G1 NANDゲート IV1 インバータ 1,1a, 1b Ring oscillator 2,22,22a Multiplexer 3,4 Change detection circuit 5 RS flip-flop 6 Delay circuit 50,50b Pulse generating means G1 NAND gate IV1 Inverter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽鳥 文敏 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン ター内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Fumito Hatori 1 Tokoba, Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside Toshiba Microelectronics Center Co., Ltd.

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】n(nは2以上の整数)ビットのデジタル
信号に応じて、それぞれ異なるパルス幅を有する2
類のパルス幅変調信号を発生するパルス幅変調回路にお
いて、 直列接続されたm(mは2以上の整数)個の第1のイン
バータ手段を有し、これら第1のインバータ手段からそ
れぞれ位相の異なる発振信号を出力する発振信号出力手
段と、 前記nビットのデジタル信号の少なくとも一部のビット
に基づいて、前記直列接続されたm個の第1のインバー
タ手段それぞれの出力信号に応じた信号のいずれか一つ
を選択する選択手段と、 前記選択手段で選択された信号に応じたパルス幅を有す
る前記パルス幅変調信号を生成するパルス手段と、 を備えることを特徴とするパルス幅変調波形発生回路。
1. A pulse width modulation circuit for generating 2n kinds of pulse width modulation signals having different pulse widths according to a digital signal of n bits (n is an integer of 2 or more). (M is an integer of 2 or more) first inverter means, oscillating signal output means for outputting oscillating signals having different phases from the first inverter means, and at least one of the n-bit digital signals. Selecting means for selecting any one of the signals corresponding to the output signals of the m first inverter means connected in series based on the bits of the section, and selecting the signal in accordance with the signal selected by the selecting means And a pulse means for generating the pulse width modulation signal having a pulse width.
【請求項2】前記発振信号手段の前記第1のインバータ
手段は、奇数段のインバータであり、 前記選択手段は、前記nビットのデジタル信号のうちk
=logmビットの論理に基づいて、前記直列接続さ
れたm個の第1のインバータ手段それぞれの出力信号に
応じた信号のいずれか一つを選択するマルチプレクサを
有することを特徴とする請求項1に記載のパルス幅変調
波形発生回路。
2. The method according to claim 2, wherein said first inverter means of said oscillation signal means is an odd number of stages of inverters, and said selecting means selects k of said n-bit digital signals.
And a multiplexer that selects one of signals according to output signals of the m first inverters connected in series based on logic of = log 2 m bits. 2. The pulse width modulation waveform generating circuit according to 1.
【請求項3】前記発振信号出力手段は、前記直列接続さ
れたm個の第1のインバータ手段のうち、最終段の第1
のインバータ手段の出力信号を初段の第1のインバータ
手段の入力側に帰還させるリング発振器であることを特
徴とする請求項2に記載のパルス幅変調波形発生回路。
3. The oscillating signal output means includes a first one of a final one of the m first inverters connected in series.
3. The pulse width modulated waveform generating circuit according to claim 2, wherein the ring oscillator is a ring oscillator that feeds back the output signal of the inverter means to the input side of the first inverter means.
【請求項4】前記発振信号出力手段は、前記直列接続さ
れたm個の第1のインバータ手段のうち、初段の前記第
1のインバータ手段に対して外部から発振信号を入力
し、 初段の前記第1のインバータ手段に入力される発振信号
と、最終段の前記第1のインバータ手段から出力される
発振信号との位相差が略180°になるように、前記m
の値と前記第1のインバータ手段の信号伝搬時間を設定
することを特徴とする請求項2に記載のパルス幅変調波
形発生回路。
4. The oscillating signal output means inputs an oscillating signal from the outside to the first inverter means of the first stage among the m first inverter means connected in series, The m signal is set such that the phase difference between the oscillation signal input to the first inverter means and the oscillation signal output from the first inverter means at the final stage is substantially 180 °.
3. The pulse width modulation waveform generating circuit according to claim 2, wherein a value of the signal and a signal propagation time of said first inverter means are set.
【請求項5】前記パルス生成手段は、前記デジタル信号
の論理に基づいて、前記リング発振器内の前記第1のイ
ンバータ手段の接続段数と同数の種類からなる前記パル
ス幅変調信号のうちいずれか一つを生成することを特徴
とする請求項3または4に記載のパルス幅変調波形発生
回路。
5. The pulse generation means according to claim 1, wherein said pulse generation means comprises, based on a logic of said digital signal, one of said pulse width modulation signals of the same number as the number of connection stages of said first inverter means in said ring oscillator. 5. The pulse width modulation waveform generation circuit according to claim 3, wherein the pulse width modulation waveform generation circuit generates one of the waveforms.
【請求項6】前記リング発振器は、前記第1のインバー
タ手段の奇数段の出力信号にそれぞれ接続された複数の
第2のインバータ手段を有し、 前記選択手段は、前記リング発振器内の偶数段目の前記
第1のインバータ手段の各出力信号と前記複数の第2の
インバータの各出力信号とのいずれか一つを選択するこ
とを特徴とする請求項5に記載のパルス幅変調波形発生
回路。
6. The ring oscillator includes a plurality of second inverters respectively connected to odd-numbered output signals of the first inverter, and the selector includes an even-numbered stage in the ring oscillator. 6. A pulse width modulation waveform generating circuit according to claim 5, wherein one of each output signal of said first inverter means and each output signal of said plurality of second inverters is selected. .
【請求項7】前記パルス生成手段は、 前記リング発振器の出力の立上りエッジと立下りエッジ
とを検出して、エッジ検出パルスを出力する第1のエッ
ジ検出回路と、 前記選択手段の出力の立上りエッジと立下りエッジとを
検出して、エッジ検出パルスを出力する第2のエッジ検
出回路と、 前記第1のエッジ検出回路からエッジ検出パルスが出力
された時点でセット状態になり、前記第2のエッジ検出
回路からエッジ検出パルスが出力された時点でリセット
状態になるセット・リセット回路と、を有し、 前記セット・リセット回路から前記パルス幅変調信号を
出力することを特徴とする請求項5に記載のパルス幅変
調波形発生回路。
7. A first edge detection circuit for detecting a rising edge and a falling edge of an output of the ring oscillator and outputting an edge detection pulse, and a rising edge of an output of the selection means. A second edge detection circuit that detects an edge and a falling edge and outputs an edge detection pulse; and a set state when an edge detection pulse is output from the first edge detection circuit; And a set / reset circuit which is reset when an edge detection pulse is output from the edge detection circuit, wherein the pulse width modulation signal is output from the set / reset circuit. 3. A pulse width modulation waveform generating circuit according to claim 1.
【請求項8】前記パルス生成手段は、 前記デジタル信号の最下位ビットの論理に基づいて、前
記選択手段の出力を反転するか否かを設定する反転非反
転設定回路を有し、 前記リング発振器内の最終段の前記第1のインバータ手
段の出力タイミングと前記反転非反転設定回路の出力タ
イミングとに応じたパルス幅を有する前記パルス幅変調
信号を生成することを特徴とする請求項5に記載のパル
ス幅変調波形発生回路。
8. The ring oscillator according to claim 1, wherein said pulse generation means includes an inversion / non-inversion setting circuit for setting whether or not to invert the output of said selection means, based on a logic of a least significant bit of said digital signal. 6. The pulse width modulation signal having a pulse width corresponding to an output timing of the first inverter means of the last stage and an output timing of the inversion / non-inversion setting circuit. Pulse width modulation waveform generation circuit.
【請求項9】前記パルス生成手段は、前記選択手段が前
記リング発振器内の奇数段目の前記第1のインバータ手
段の出力信号を選択した場合には、前記反転非反転設定
回路にて前記選択手段の出力を反転して前記パルス幅変
調信号を生成し、前記選択手段が前記リング発振器内の
偶数段目の前記第1のインバータ手段の出力信号を選択
した場合には、前記反転非反転設定回路にて前記選択手
段の出力を反転せずに前記パルス幅変調信号を生成する
ことを特徴とする請求項8に記載のパルス幅変調波形発
生回路。
9. The inverting / non-inverting setting circuit, wherein the pulse generating means selects the output signal of the odd-numbered first inverter means in the ring oscillator by the selecting means. Means for inverting the output of said means to generate said pulse width modulation signal, and said inverting non-inverting setting when said selecting means selects an output signal of said first inverter means of an even-numbered stage in said ring oscillator. 9. The pulse width modulation waveform generating circuit according to claim 8, wherein said pulse width modulation signal is generated without inverting the output of said selecting means by a circuit.
【請求項10】前記選択手段は、前記デジタル信号の最
上位ビットの論理に基づいて、前記リング発振器内の偶
数段目か奇数段目のいずれか一方の前記第1のインバー
タ手段の出力信号を選択し、前記選択したインバータ手
段の出力信号の中から、前記デジタル信号の最上位ビッ
ト以外の論理に基づいて、特定のインバータ手段の出力
信号を選択することを特徴とする請求項5に記載のパル
ス幅変調波形発生回路。
10. The selector according to claim 1, wherein the selector outputs an output signal of one of an even-numbered stage and an odd-numbered stage of the first inverter in the ring oscillator based on a logic of a most significant bit of the digital signal. selected from among the output signal of the selected inverter means, based on the logic other than the most significant bit of the digital signal, the output of a specific inverter means
The pulse width modulation waveform generating circuit according to claim 5, wherein a signal is selected.
【請求項11】前記選択手段は、前記デジタル信号の最
上位ビットが「1」の場合には、前記リング発振器の出
力に対して半周期以上信号が遅れていると判断して、偶
数段目の前記第1のインバータ手段の出力信号を選択す
ることを特徴とする請求項10に記載のパルス幅変調波
形発生回路。
11. When the most significant bit of the digital signal is "1", the selecting means determines that the signal is delayed by more than a half cycle with respect to the output of the ring oscillator, and selects the even-numbered stage. 11. The pulse width modulation waveform generating circuit according to claim 10, wherein an output signal of said first inverter means is selected.
【請求項12】前記パルス生成手段は、前記デジタル信
号の論理に基づいて、前記リング発振器内の前記第1の
インバータ手段の接続段数と2倍の種類からなる前記パ
ルス幅変調信号のうちいずれか一つを生成することを特
徴とする請求項3または4に記載のパルス幅変調波形発
生回路。
12. The pulse width modulation signal according to claim 1, wherein the pulse generation means is based on the logic of the digital signal and is one of the pulse width modulation signals having twice the number of connection stages of the first inverter means in the ring oscillator. The pulse width modulation waveform generating circuit according to claim 3, wherein one of them is generated.
【請求項13】前記パルス生成手段は、 前記デジタル信号の最下位ビットの論理に基づいて、前
記選択手段の出力を反転するか否かを設定する反転非反
転設定回路を有し、 前記リング発振器内の最終段の前記第1のインバータ手
段の出力タイミングと前記反転非反転設定回路の出力タ
イミングとに応じたパルス幅を有する前記パルス幅変調
信号を生成することを特徴とする請求項12に記載のパ
ルス幅変調波形発生回路。
13. The ring oscillator according to claim 13, wherein said pulse generation means has an inversion / non-inversion setting circuit for setting whether to invert an output of said selection means based on a logic of a least significant bit of said digital signal; 13. The pulse width modulation signal according to claim 12, wherein the pulse width modulation signal having a pulse width corresponding to the output timing of the first inverter means in the last stage and the output timing of the inversion / non-inversion setting circuit is generated. Pulse width modulation waveform generation circuit.
【請求項14】前記パルス生成手段は、前記選択手段が
前記リング発振器内の奇数段目の前記第1のインバータ
手段の出力信号を選択した場合には、前記反転非反転設
定回路にて前記選択手段の出力を反転して前記パルス幅
変調信号を生成し、前記選択手段が前記リング発振器内
の偶数段目の前記第1のインバータ手段の出力信号を選
択した場合には、前記反転非反転設定回路にて前記選択
手段の出力を反転せずに前記パルス幅変調信号を生成す
ることを特徴とする請求項13に記載のパルス幅変調波
形発生回路。
14. The inverting / non-inverting setting circuit, when the selecting means selects an output signal of the odd-numbered first inverter means in the ring oscillator, Means for inverting the output of said means to generate said pulse width modulation signal, and said inverting non-inverting setting when said selecting means selects an output signal of said first inverter means of an even-numbered stage in said ring oscillator. 14. The pulse width modulation waveform generating circuit according to claim 13, wherein the circuit generates the pulse width modulation signal without inverting the output of the selection unit.
【請求項15】前記パルス生成手段は、前記デジタル信
号の最下位ビットが「0」の場合には、前記リング発振
器内の最終段の前記第1のインバータ手段の出力信号と
奇数段目の前記第1のインバータ手段の入力信号とに基
づいて前記パルス幅変調信号を生成し、かつ、前記デジ
タル信号の最下位ビットが「1」の場合には、前記リン
グ発振器内の最終段の前記第1のインバータ手段の出力
信号と偶数段目の前記第1のインバータ手段の入力信号
とに基づいて前記パルス幅変調信号を生成することを特
徴とする請求項12に記載のパルス幅変調波形発生回
路。
15. The pulse generator, when the least significant bit of the digital signal is "0", outputs the output signal of the last inverter of the last stage in the ring oscillator and the odd-numbered stage. The pulse width modulation signal is generated based on the input signal of the first inverter means, and when the least significant bit of the digital signal is “1”, the first stage of the last stage in the ring oscillator. 13. The pulse width modulation waveform generating circuit according to claim 12, wherein said pulse width modulation signal is generated based on an output signal of said inverter means and an input signal of said even-numbered first inverter means.
【請求項16】前記選択手段は、前記デジタル信号の最
上位ビットの論理に基づいて、前記リング発振器内のい
ずれかの前記第1のインバータ手段の入力信号を選択
し、 前記パルス生成手段は、前記選択手段の出力と前記デジ
タル信号の最下位ビットの論理とに基づいて、前記リン
グ発振器内の最終段の前記第1のインバータ手段の出力
信号と前記デジタル信号の最上位ビットとのいずれかを
選択して前記パルス幅変調信号を生成することを特徴と
する請求項15に記載のパルス幅変調波形発生回路。
16. The selecting means selects an input signal of any one of the first inverter means in the ring oscillator based on a logic of a most significant bit of the digital signal. On the basis of the output of the selecting means and the logic of the least significant bit of the digital signal, one of the output signal of the first inverter means at the last stage in the ring oscillator and the most significant bit of the digital signal is determined. 16. The pulse width modulation waveform generating circuit according to claim 15, wherein said pulse width modulation signal is selected to generate said pulse width modulation signal.
【請求項17】前記パルス生成手段は、前記デジタル信
号の論理に基づいて、前記リング発振器内の前記第1の
インバータ手段の接続段数と4倍の種類からなる前記パ
ルス幅変調信号のうちいずれか一つを生成することを特
徴とする請求項3または4に記載のパルス幅変調波形発
生回路。
17. The pulse width modulation signal according to claim 1, wherein the pulse generation means is based on the logic of the digital signal and is one of the pulse width modulation signals having four times the number of connection stages of the first inverter means in the ring oscillator. The pulse width modulation waveform generating circuit according to claim 3, wherein one of them is generated.
【請求項18】前記パルス生成手段は、 前記デジタル信号の最下位ビットの論理に基づいて、前
記選択手段の出力を反転するか否かを設定する反転非反
転設定回路を有し、 前記リング発振器内の最終段の前記第1のインバータ手
段の出力タイミングと前記反転非反転設定回路の出力タ
イミングとに応じたパルス幅を有する前記パルス幅変調
信号を生成することを特徴とする請求項17に記載のパ
ルス幅変調波形発生回路。
18. The ring oscillator according to claim 18, wherein said pulse generation means has an inversion / non-inversion setting circuit for setting whether to invert an output of said selection means based on a logic of a least significant bit of said digital signal. 18. The pulse width modulation signal according to claim 17, wherein the pulse width modulation signal having a pulse width corresponding to the output timing of the first inverter means in the last stage and the output timing of the inversion / non-inversion setting circuit is generated. Pulse width modulation waveform generation circuit.
【請求項19】前記パルス生成手段は、前記選択手段が
前記リング発振器内の奇数段目の前記第1のインバータ
手段の出力信号を選択した場合には、前記反転非反転設
定回路にて前記選択手段の出力を反転して前記パルス幅
変調信号を生成し、前記選択手段が前記リング発振器内
の偶数段目の前記第1のインバータ手段の出力信号を選
択した場合には、前記反転非反転設定回路にて前記選択
手段の出力を反転せずに前記パルス幅変調信号を生成す
ることを特徴とする請求項18に記載のパルス幅変調波
形発生回路。
19. The inverting / non-inverting setting circuit, when the selecting means selects the output signal of the odd-numbered first inverter in the ring oscillator. Means for inverting the output of said means to generate said pulse width modulation signal, and said inverting non-inverting setting when said selecting means selects an output signal of said first inverter means of an even-numbered stage in said ring oscillator. 19. The pulse width modulation waveform generation circuit according to claim 18, wherein the circuit generates the pulse width modulation signal without inverting the output of the selection unit.
【請求項20】前記リング発振器は、最終段の前記第1
のインバータ手段の出力信号を反転して初段の前記第1
のインバータ手段に入力する論理反転手段を有し、 前記論理反転手段の信号伝搬時間を、前記複数の第1の
インバータ手段1段あたりの信号伝搬時間の略半分に設
定することを特徴とする請求項17に記載のパルス幅変
調波形発生回路。
20. The ring oscillator, comprising:
The output signal of the inverter means is inverted to obtain the first
A logic inversion means for inputting the signal to the inverter means, wherein a signal propagation time of the logic inversion means is set to substantially a half of a signal propagation time per one stage of the plurality of first inverter means. Item 18. A pulse width modulation waveform generating circuit according to item 17.
【請求項21】前記選択手段は、前記デジタル信号の最
上位ビットおよび最下位ビット以外の論理に基づいて、
前記リング発振器のいずれかの前記第1のインバータ手
段の入力信号を選択し、 前記パルス生成手段は、前記選択手段の出力と前記デジ
タル信号の最下位ビットとその次のビットの論理とに基
づいて、前記リング発振器内の最終段の前記第1のイン
バータ手段の出力信号、前記論理反転手段の出力、およ
び前記デジタル信号の最上位ビットのいずれかを一つを
選択して前記パルス幅変調信号を生成することを特徴と
する請求項20に記載のパルス幅変調波形発生回路。
21. The selecting means, based on logic other than the most significant bit and the least significant bit of the digital signal,
Selecting an input signal of the first inverter means of any of the ring oscillators; the pulse generating means based on an output of the selecting means, a least significant bit of the digital signal, and a logic of a next bit; And selecting one of the output signal of the first inverter means at the last stage in the ring oscillator, the output of the logic inversion means, and the most significant bit of the digital signal to generate the pulse width modulation signal. 21. The pulse width modulation waveform generation circuit according to claim 20, wherein the circuit generates the pulse width modulation waveform.
【請求項22】前記パルス生成手段は、前記デジタル信
号の最下位ビットが「0」の場合には、前記デジタル信
号の最下位ビットの次のビット、前記選択手段の出力、
前記デジタル信号の最上位ビット、および前記論理反転
手段の出力に基づいて前記パルス幅変調信号を生成し、
かつ、前記デジタル信号の最下位ビットが「1」の場合
には、前記デジタル信号の最下位ビットの次のビット、
前記選択手段の出力、前記デジタル信号の最上位ビッ
ト、および前記リング発振器内の最終段の前記第1のイ
ンバータ手段の出力信号に基づいて前記パルス幅変調信
号を生成することを特徴とする請求項20に記載のパル
ス幅変調波形発生回路。
22. When the least significant bit of the digital signal is "0", the pulse generation means outputs the next bit of the least significant bit of the digital signal, the output of the selection means,
The pulse width modulation signal is generated based on the most significant bit of the digital signal and the output of the logic inversion means,
And when the least significant bit of the digital signal is "1", the next bit of the least significant bit of the digital signal;
The pulse width modulation signal is generated based on an output of the selection means, a most significant bit of the digital signal, and an output signal of the first inverter means at the last stage in the ring oscillator. 21. The pulse width modulation waveform generating circuit according to 20.
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